Ein Transistor ist ein lineares Halbleiterbauelement, das den Strom durch Anlegen eines elektrischen Signals mit geringerer Leistung steuert. Transistoren werden normalerweise in zwei Gruppen eingeteilt: bipolar und Feldeffekt.

Ein  Bipolartransistor  wird üblicherweise zur Verstärkung verwendet. Das Gerät kann analoge oder digitale Signale verstärken. Es kann auch Gleichstrom schalten oder als Oszillator fungieren. Physikalisch  verstärkt ein  Bipolartransistor Strom, er kann jedoch in Schaltungen geschaltet werden, die zur Verstärkung von Spannung oder Leistung ausgelegt sind.

Der  Feld – Effekttransistor  ( FET ) ist eine Art von  Transistor  , der ein elektrisches verwendet  Feld um  den Stromfluss zu steuern. FETs sind Geräte mit drei Anschlüssen: Source, Gate und Drain.

JFET/JUGFET-Transistor

JFET (Junction Field Effect Transistor), auch als JUGFET bezeichnet , ist eine der einfachsten Arten von Feldeffekttransistoren. JFETs sind Halbleiterbauelemente mit drei Anschlüssen, die als elektronisch gesteuerte Schalter, Verstärker oder spannungsgesteuerte Widerstände verwendet werden können.

Typischerweise besteht ein Feldeffekttransistor aus einem Siliziumabschnitt, dessen Leitfähigkeit durch ein elektrisches Feld gesteuert wird. Der Abschnitt des Siliziums, durch den Strom fließt, wird als Kanal bezeichnet und besteht aus einem Siliziumtyp, entweder vom p-Typ oder vom n-Typ . Die Anschlüsse an beiden Enden des Geräts werden als Source und Drain bezeichnet. Das elektrische Feld zur Steuerung des Stroms wird an eine dritte Elektrode angelegt, die als Gate bezeichnet wird , da es das einzige elektrische Feld ist, das den im Kanal fließenden Strom steuert. Daher ist der JFET ein spannungsgesteuertes Gerät mit einer hohen Eingangsimpedanz in der Regel Megaohm .

Der Junction-Feldeffekttransistor, JFET, ist ein sehr nützliches aktives Bauelement und in dieser Hinsicht werden sie aufgrund einiger der Vorteile, die sie aufweisen können, in vielen elektronischen Schaltungsdesigns verwendet. Zu den Vorteilen zählen unter anderem geringes Rauschen, hohe Eingangsimpedanz und einfaches Vorspannen. JFETs werden verwendet als:

• Breitbandverstärker mit hoher Impedanz.
• Ein elektronischer Schalter
• Pufferverstärker
• Spannungsvariable Widerstände (VVR) oder Spannungsentwicklungswiderstand (VDR).
• Phasenverschiebungsoszillator
• Konstantstromquelle

Was Sie über JFET-Transistoren wissen müssen

• JFET steht für Junction Field Effect Transistor.
• Es ist die einfachste Art von Feldeffekttransistor, bei dem der Strom entweder von Source zu Drain oder von Drain zu Source fließen kann. JFET verwendet die an den Gate-Anschluss angelegte Spannung, um den Strom zu steuern, der durch den Kanal zwischen den Drain- und Source-Anschlüssen fließt, was dazu führt, dass der Ausgangsstrom proportional zur Eingangsspannung ist.
• JFETs können wegen der Sperrspannung des pn-Übergangs nur im Verarmungsmodus betrieben werden.
• JFETs haben eine Eingangsimpedanz von (~10^8 Ω), die sehr viel niedriger ist als die von MOSFETs.
• JFETs sind weniger anfällig für elektrostatische Entladungen, da sie eine höhere Eingangskapazität bieten als MOSFETs.
• Der Gate-Leckstrom von JFET liegt in der Größenordnung von NanoAMPs (10^-9 A).
• Normalerweise ist der Drainwiderstand von JFETs höher als der von MOSFETs, daher sind die Ausgangseigenschaften tendenziell flacher als bei MOSFETs.
• JFETs sind schon länger im Einsatz und wurden daher in vielen ihrer ursprünglichen Anwendungsfälle langsam durch modernere Geräte wie den CMOS-OpAmp ersetzt.
• JFETs sind einfacher herzustellen und daher sehr viel verfügbar und kostengünstiger.
• JFETs sind perfekt für den Einsatz in rauscharmen Anwendungen wie elektronischen Schaltern, Pufferverstärkern usw.

MOSFET-Transistor

Der Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), auch als Metall-Oxid-Silizium-Transistor bezeichnet , ist eine Art von Feldeffekttransistor, der ein isoliertes Gate aufweist und durch kontrollierte Oxidation eines Halbleiters, typischerweise Silizium, hergestellt wird. MOSFET ist das gebräuchlichste Halbleiterbauelement in digitalen und analogen Schaltungen und das gebräuchlichste Leistungsbauelement, das zum Schalten und Verstärken von Signalen in elektronischen Geräten verwendet wird.

Der MOSFET ist ein Gerät mit vier Anschlüssen mit Source (S), Gate (G), Drain (D) und Body (B) Anschlüssen. Der Körper des MOSFET ist häufig mit dem Source-Anschluss verbunden, wodurch er zu einem dreipoligen Bauelement wie einem Feldeffekttransistor wird.

MOSFET funktioniert, indem die Breite eines Kanals zusammen mit dem Ladungsträgerfluss elektronisch variiert wird. Die Ladungsträger treten an der Source in den Kanal ein und durch den Drain wieder aus. Die Breite des Kanals wird durch die Spannung an einer Elektrode gesteuert, die zwischen Source und Drain liegt, die als Gate bezeichnet wird. Das Gate ist mit einer dünnen Metalloxidschicht vom Kanal isoliert.

Anwendungen von MOSFETs

• Die hohe Schaltgeschwindigkeit von MOSFETs macht sie zur idealen Wahl beim Entwurf von Chopper-Schaltungen.
• MOSFET-Verstärker werden häufig in Hochfrequenzanwendungen verwendet.
• Gleichstrommotoren können durch Leistungs-MOSFETs geregelt werden.
• Es fungiert als passives Element wie Widerstand, Kondensator und Induktivität.

Was Sie über MOSFET-Transistoren wissen müssen

• MOSFET steht für Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor . Es handelt sich um einen Halbleiter-Feldeffekttransistor mit vier Anschlüssen, der durch kontrollierte Oxidation von Silizium hergestellt wird und bei dem die angelegte Spannung die elektrische Leitfähigkeit des Bauelements bestimmt. Das zwischen Source- und Drain-Kanal liegende Gate ist durch eine dünne Metalloxidschicht vom Kanal elektrisch isoliert. Der Grund besteht darin, den Spannungs- und Stromfluss zwischen den Source- und Drain-Kanälen zu steuern.
• MOSFETs können entweder im Verarmungs- oder im Anreicherungsmodus betrieben werden, da die Gate-Verbindung des MOSFET vollständig vom Hauptstromführungskanal isoliert ist.
• Aufgrund des Metalloxid-Isolators haben MOSFETs eine Eingangsimpedanz von (~10^10 bis 10^15 Ω), die sehr viel höher ist als die von JFETs.
• MOSFETs sind aufgrund des zusätzlichen Metalloxid-Isolators, der die Kapazität des Gates verringert, anfälliger für Schäden durch elektrostatische Entladung, wodurch der Transistor anfällig für Hochspannungsschäden wird.
• Der Gate-Leckstrom von MOSFETs liegt in der Größenordnung von PicoAMPs (10^-12 A).
• Normalerweise ist der Drainwiderstand von MOSFETs niedriger als der von JFETs und daher neigen die Ausgangseigenschaften dazu, weniger flach (gekrümmt) als bei JFETs zu sein.
• MOSFETs sind im Allgemeinen auf der ganzen Welt beliebt und haben daher eine wichtige Komponente in den meisten integrierten Schaltkreisen.
• Das Hinzufügen einer Metalloxidschicht zu MOSFETs macht den Herstellungsprozess komplex und anspruchsvoll, daher sind sie für JFETs vergleichsweise teuer.
• MOSFETs werden hauptsächlich für Anwendungen mit hohem Rauschen wie das Schalten und Verstärken von analogen oder digitalen Signalen verwendet. Außerdem werden sie in eingebetteten Systemen und motorgesteuerten Anwendungen verwendet.

JFET vs. MOSFET-Transistoren in Tabellenform

Was sind einige der Ähnlichkeiten zwischen MOSFETs und JFETs?

• Sowohl JFETs als auch MOSFETs haben im Vergleich zu Bipolartransistoren (BJTs) einen geringeren Transkonduktanzwert.
• Sowohl JFETs als auch MOSFETs sind spannungsgesteuerte Halbleiterbauelemente, die verwendet werden, um schwache Signale unter Verwendung eines elektrischen Feldeffekts zu verstärken.
• Beide haben gemeinsame Attribute, die dem Verstärken und Schalten entsprechen.
• Sowohl JFETs als auch MOSFETs können im Verarmungsmodus betrieben werden.
• JFET und MOSFET sind die beliebtesten Feldeffekttransistoren, die üblicherweise in elektronischen Schaltungen verwendet werden.
• Sowohl beim JFET als auch beim MOSFET fließt nie Strom in das Gate.
• Sowohl MOSFETs als auch JFETs werden mit n-Kanal- oder p-Kanal-Dotierung hergestellt.