¿Cuáles son las principales diferencias entre el transistor BJT y FET?
Un transistor es un dispositivo semiconductor que se utiliza para conmutación y amplificación. BJT y FET son dos tipos diferentes de transistores. Además de ser transistores y ambos capaces de realizar conmutación y amplificación, son bastante diferentes entre sí. Por ejemplo, BJT es un dispositivo de corriente controlado por corriente, mientras que FET es un dispositivo de corriente controlado por voltaje. Existen varias otras diferencias entre BJT y FET.
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Antes de entrar en la lista de diferencias entre BJT y FET, analizaremos los conceptos básicos de BJT y FET.
BJT (transistor de unión bipolar)
BJT significa Transistor de unión bipolar. Estos tipos de transistores son bipolares, lo que significa que el flujo de corriente se debe a dos tipos de portadores de carga, es decir, electrones y huecos. Hay dos tipos de BJT, es decir, transistores NPN y PNP. Se utilizan para conmutación y amplificación de una pequeña señal.
Un BJT está hecho de tres capas alternas de materiales semiconductores tipo P y tipo N. NPN se fabrica intercalando una capa P entre dos capas N, mientras que PNP se fabrica intercalando una capa N entre dos capas P. Dado que hay tres capas alternas, hay 2 uniones PN en un transistor BJT, de ahí el nombre de transistor de unión
Los tres terminales de los transistores BJT se denominan Emisor, Base y Colector. Cada terminal está conectado con cada capa del transistor. La base es la capa intermedia, que es la capa menos dopada de todas. Tanto el emisor como el colector están fuertemente dopados y el emisor está comparativamente más dopado que el colector.
Al conectar la unión base-colector en sentido inverso y la unión base-emisor en polarización directa se permite el flujo de corriente. Según el tipo de BJT, la corriente que ingresa a través de la base permite una corriente entre el colector y el emisor que es proporcional a la corriente de la base. Por lo tanto, BJT también se conoce como dispositivo de corriente controlado por corriente.
BJT puede operar en 3 regiones, es decir, activa, saturada y de corte. En la región activa, actúa como un amplificador donde la corriente del colector es proporcional a la corriente de la base. mientras que en la región saturada y de corte, actúa como un interruptor para establecer o interrumpir una conexión.
Dado que la entrada (base) está polarizada directamente, la impedancia de entrada de un BJT es muy baja en el rango de 1 K ohm, mientras que la impedancia de salida es muy alta. Por lo tanto, la ganancia del amplificador BJT es muy alta en comparación con la del FET.
Dado que el flujo de corriente se debe tanto a electrones como a huecos, el tiempo de recuperación, es decir, el tiempo que lleva apagar y encender, es grande en comparación con el FET. Por lo tanto, el BJT tiene una velocidad de conmutación baja en comparación con el FET. BJT no es adecuado para frecuencias muy altas.
BJT funciona si hay alguna corriente base, es decir, está controlado por el flujo de corriente en su terminal base. Por tanto, consume energía mientras está en funcionamiento. Debido a esto, el BJT consume más energía que se desperdicia en forma de calor.
Por lo tanto, BJT se calienta muy rápidamente y la temperatura también afecta su funcionamiento. Es por ello que su temperatura debe regularse mediante grandes disipadores para poder funcionar con normalidad. BJT depende de la temperatura
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FET (Transistor de efecto de campo)
FET significa transistor de efecto de campo. El flujo de corriente en FET se debe al flujo de un solo tipo de portador de carga, es decir, electrones o huecos. Por lo tanto, el FET también se conoce como transistor unipolar. Hay dos tipos de transistores FET, es decir, JFET (FET de unión) y MOSFET (FET semiconductor de óxido metálico). Estos transistores también se utilizan para conmutación y amplificación en circuitos electrónicos.
Las tres terminales de FET son Drenaje, Puerta y Fuente. Según su construcción, el FET está disponible en dos tipos: FET de canal N o FET de canal P. El canal se refiere al camino para el flujo de corriente desde la fuente hasta el terminal de drenaje. Los transportistas entran al canal por la fuente y salen por el desagüe. No existen uniones PN entre la fuente y el drenaje. La región Gate está hecha de un material alternativo en comparación con el canal.
La puerta tiene una polarización inversa para formar una región de agotamiento de modo que se forme el canal entre el drenaje y la fuente. Lo que conduce al flujo de corriente. Aumentar el voltaje de polarización inversa en la puerta aumenta la región de agotamiento, lo que resulta en un aumento del flujo de corriente. Por lo tanto, el voltaje en la puerta se utiliza para controlar la corriente de salida. Por lo tanto, FET también se conoce como dispositivo de corriente controlado por voltaje.
Hay muy poca diferencia entre la terminal de fuente y de drenaje. El terminal de drenaje debe conectarse a un voltaje más positivo en comparación con el terminal de fuente. Por lo tanto, se pueden intercambiar, es decir, el terminal de drenaje y la fuente se pueden intercambiar manteniendo el voltaje más positivo en el terminal de drenaje.
El portador de carga mayoritario se identifica por el tipo de FET que se utiliza. El FET de canal N utiliza electrones como portador de carga, mientras que el FET de canal P utiliza huecos como portador de carga.
.FET tiene 3 regiones, es decir, región activa, saturada y de corte. El FET actúa como amplificador en la región activa mientras actúa como interruptor en las regiones saturada y de corte.
Dado que la entrada (puerta) tiene polarización inversa, la impedancia de entrada del FET es muy alta en el rango de 100 M ohmios, por lo que no hay flujo de corriente en el terminal de la puerta. Y la impedancia de salida es baja. Por lo tanto, FET no tiene una ganancia muy alta en comparación con BJT.
Dado que el FET utiliza solo un tipo de portador de carga, ya sea electrones o huecos, el tiempo de recuperación es muy rápido. Por tanto, su velocidad de conmutación es muy rápida y puede utilizarse para aplicaciones de muy alta frecuencia.
FET no tiene ningún flujo de corriente en su base o es muy insignificante. Por lo que no hay consumo de energía durante el funcionamiento. Por lo tanto, FET consume muy poca energía y es más eficiente energéticamente.
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Diferencias clave entre BJT y FET
La siguiente tabla comparativa muestra las principales diferencias entre los transistores BJT y FET.
| bjt | FET |
| bjt representa Transistor de unión bipolar. | FET se encuentra Transistor de efecto de campo. |
| El flujo actual se debe al flujo de transportistas de carga mayoritarios y minoritarios. | El flujo actual se debe al flujo de portadores de carga mayoritarios. |
| El flujo de corriente se debe tanto a electrones como a huecos, por lo que se denomina transistor bipolar. | El flujo de corriente se debe a electrones o a huecos, por lo que se denomina transistor unipolar. |
| Hay dos tipos de BJT, es decir, NPN y PNP. | Los dos tipos de FET son JFET y MOSFET, cada uno con canal N y canal p también. |
| La construcción BJT es comparativamente más fácil. | La construcción de FET es comparativamente difícil. |
| Los 3 terminales se denominan emisor, base y colector. | Las 3 terminales de FET son Source Gate y Drain. |
| Hay 2 cruces PN en BJT. | No hay uniones PN. |
| Es un dispositivo de corriente controlado por corriente. | Es un dispositivo de corriente controlado por voltaje. |
| La unión BE tiene polarización directa y la unión BC tiene polarización inversa. | El voltaje de la puerta tiene polarización inversa mientras que el voltaje de drenaje se mantiene más alto que el de la fuente. |
| El BJT tiene un sesgo muy simple. | La polarización FET es un poco difícil. |
| El emisor y la base no se pueden intercambiar ni intercambiar. | El drenaje y la fuente se pueden intercambiar ya que el drenaje debería ser más positivo. |
| BJT tiene una ganancia muy alta. | FET tiene una ganancia comparativamente baja. |
| La impedancia de entrada es muy baja en el rango de 1K ohmios. | La impedancia de entrada es muy alta en el rango de 100 M ohmios. |
| La impedancia de salida es muy alta, por lo que la ganancia es alta. | La impedancia de salida es muy baja, por lo que la ganancia es baja. |
| Hay flujo de corriente en su terminal base. | Hay una corriente insignificante en su terminal base. |
| BJT tiene un requisito de voltaje compensado. | FET no requiere voltaje de compensación. |
| Dependiendo de la corriente de entrada, consume una gran cantidad de energía de entrada en funcionamiento normal. | Dependiendo del voltaje de entrada, consume menos energía en funcionamiento normal. |
| Los BJT consumen mucha energía, por lo que no son eficientes energéticamente. | FET consume menos energía y por lo tanto es energéticamente eficiente. |
| BJT tiene una velocidad de conmutación comparativamente baja. | FET tiene un velocidad de conmutación comparativamente muy alta. |
| BJT genera ruido en el sistema. | FET es muy silencioso. |
| BJT es más barato que FET. | FET es más costoso que FET. |
| El tamaño de BJT es mayor que el de FET. | El FET tiene un tamaño más compacto y pequeño que el BJT. |
| BJT tiene un coeficiente de temperatura negativo. | FET tiene un coeficiente de temperatura positivo. |
| Adecuado para aplicaciones de baja corriente de entrada. | Adecuado para aplicaciones de bajo voltaje de entrada. |
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Propiedades y características de BJT & FET
Las siguientes propiedades diferencian que FET y BJT tienen diferentes características y aplicaciones.
Construcción
- BJT tiene una construcción muy simple y sencilla hecha de capas semiconductoras alternas.
- La capa P o la capa N se intercalan entre dos capas N o P respectivamente.
- FET tiene una construcción un poco compleja.
- FET tiene un canal N o un canal P entre la puerta de la capa P o la capa N respectivamente.
- El canal se utiliza para el flujo de portadores de carga mayoritarios.
Uniones PN
- El transistor BJT tiene dos uniones PN entre su colector y emisor.
- Un cruce PN entre Colector y Base y el otro entre Base y Emisor.
- El transistor FET no tiene unión PN entre su drenaje y su fuente.
Portador de carga
- El BJT utiliza ambos tipos de portadores de carga para el flujo de corriente.
- Durante su funcionamiento, fluyen huecos y electrones para conducir la corriente.
- El FET utiliza solo un tipo de portador de carga para el flujo de corriente.
- Utiliza huecos en el FET del canal P o electrones en el FET del canal N.
Tipos
- BJT tiene dos tipos, es decir, PNP y NPN.
- FET tiene dos tipos principales, es decir, JFET (FET de unión) y MOSFET (FET semiconductor de óxido metálico).
- Cada tipo de FET se clasifica además según el canal, es decir, canal N y canal P.
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Terminales
- Los 3 terminales de BJT se denominan Colector, Base y Emisor.
- El emisor y el colector están hechos del mismo material y el emisor tiene una alta tasa de dopaje.
- Las 3 terminales de FET se denominan Drain, Gate y Source.
- El drenaje y la fuente son los dos extremos del canal fabricados del mismo tipo.
Entrada y salida
- El BJT es un dispositivo controlado por corriente.
- Su entrada (en la base) es la corriente que controla la corriente del colector de salida.
- El FET es un dispositivo controlado por voltaje.
- Su entrada es un voltaje o diferencia de potencial (en la puerta) que controla la corriente de salida en la fuente.
Impedancia de E/S
- BJT opera teniendo una unión base-emisor (entrada) en polarización directa.
- Por tanto, su impedancia de entrada es baja.
- Su impedancia de salida es muy alta.
- FET opera teniendo una puerta con polarización inversa.
- Por tanto, su impedancia de entrada es muy alta.
- Si bien su impedancia de salida es muy baja.
Aislamiento
- En BJT, la entrada en el terminal base no está aislada de la salida.
- En FET, la entrada en el terminal de la puerta tiene polarización inversa y la entrada está aislada de la salida.
sesgo
- En BJT, la unión BE tiene polarización directa mientras que la unión CB tiene polarización inversa.
- EN FET, la puerta tiene polarización inversa mientras el drenaje tiene un voltaje más positivo que el colector.
Ganar
- El BJT tiene una ganancia muy alta debido a su altísima impedancia de salida.
- El FET tiene una ganancia comparativamente menor debido a su baja impedancia de salida.
Intercambio de terminales
- En BJT, los terminales no se pueden intercambiar ni intercambiar.
- El emisor y el colector son terminales completamente diferentes.
- En FET, el terminal de fuente y drenaje se puede intercambiar.
- El drenaje será el terminal que tenga más voltaje positivo.
Consumo de energía
- El BJT toma corriente en su terminal base durante el funcionamiento continuo.
- Por tanto, consume energía y agota la batería.
- El FET opera sobre la base del voltaje de la puerta.
- Por lo tanto, es energéticamente eficiente y no agota la batería.
Velocidad de conmutación
- Dado que BJT utiliza el flujo de ambos tipos de portadores de carga, su tiempo de recuperación es lento.
- Por tanto, su velocidad de conmutación es lenta.
- FET utiliza solo un tipo de portador de carga que tiene un tiempo de recuperación rápido.
- Por tanto, FET tiene una velocidad de conmutación muy rápida.
Ruido
- El BJT es ruidoso y genera ruido en el sistema. Por lo tanto, no es adecuado para sistemas digitales sensibles.
- El FET es bastante silencioso y es perfecto para el sistema sensible.
Costo
- El BJT, que tiene una construcción muy sencilla, es muy económico de fabricar.
- Los FET que tienen una construcción compleja son comparativamente más costosos.
Tamaño
- El tamaño de BJT es grande. Por lo tanto, el circuito hecho de BJT es más voluminoso.
- El FET es más compacto y de menor tamaño. Adecuado para circuitos compactos y pequeños.
Solicitud
- BJT se utiliza para amplificar una corriente muy pequeña que tiene una frecuencia media.
- Sin embargo, también se debe considerar el consumo de energía y el tamaño del circuito.
- El FET se prefiere para señales de pequeño voltaje que tienen una frecuencia muy alta.
- Aunque son costosos y la parcialización es un poco difícil.
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