So sánh BJT và FET transistor lưỡng cực và transistor trường

Transistor là một trong những thành phần cơ bản trong kỹ thuật điện tử và điện lực. Trong nhiều ứng dụng, có hai loại transistor được sử dụng phổ biến là BJT (transistor lưỡng cực) và FET (transistor trường). Trong bài viết này, chúng ta sẽ so sánh hai loại transistor này để hiểu rõ hơn về chúng và sự khác biệt giữa chúng.

BJT là gì?

BJT là viết tắt của Bipolar Junction Transistor, có nghĩa là transistor lưỡng cực. Đây là một loại transistor sử dụng cả hai loại hạt mang điện đa số và thiểu số. Một loại BJT phổ biến là PNP và NPN. Chức năng chính của BJT là khuếch đại dòng điện. Nó cũng có thể được sử dụng làm công tắc. BJT được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử như TV, điện thoại di động, máy tính, máy phát vô tuyến, bộ khuếch đại âm thanh và điều khiển công nghiệp.

Cấu tạo BJT

Transistor lưỡng cực bao gồm hai lớp tiếp giáp p-n. Có hai loại BJT là NPN và PNP. Trong transistor NPN, chất bán dẫn loại P pha tạp nhẹ được đặt giữa hai chất bán dẫn loại N pha tạp nhiều. Tương tự, transistor PNP được hình thành bằng cách đặt một chất bán dẫn loại N giữa các chất bán dẫn loại P.

Khi một điện áp cao được kết nối ở chế độ phân cực ngược trên cả cực gốc và cực góp sẽ tạo ra vùng suy giảm cao hình thành qua đường giao nhau BE, với một điện trường mạnh ngăn các lỗ trống từ cực B đến cực C. Bất cứ khi nào cực E và cực B được kết nối trong phân cực thuận, dòng electron sẽ hướng từ cực phát đến cực gốc.

Trong cực gốc, một số điện tử tái kết hợp với các lỗ trống, nhưng điện trường qua mặt tiếp giáp B-C sẽ thu hút các điện tử. Hầu hết các electron tràn vào cực góp để tạo ra một dòng điện cực lớn. Vì dòng điện lớn qua cực góp có thể được điều khiển bằng dòng điện nhỏ qua cực phát.

FET là gì?

FET là viết tắt của Field Effect Transistor, có nghĩa là transistor trường. FET là một loại transistor khác, trong đó dòng điện o/p được điều khiển bằng điện trường. FET bao gồm ba chân là nguồn, máng và cổng. Hạt mang điện tích của transistor này là các lỗ trống hoặc electron, đi từ cực nguồn đến cực máng qua một kênh tích cực. Dòng mang điện tích này có thể được điều khiển bằng điện áp đặt trên các cực nguồn và cực cổng.

Cấu tạo FET

Transistor trường được phân thành hai loại JFET và MOSFET. Hai transistor này có nguyên lý hoạt động tương tự nhau. Cấu tạo của JFET kênh p được hiển thị bên dưới. Trong JFET kênh p, hạt mang điện tích đa số đi từ cực nguồn đến cực máng. Cực nguồn và cực máng được ký hiệu là S và D.

Cực cổng được kết nối ở chế độ phân cực nghịch với nguồn điện áp để có thể hình thành lớp suy giảm trên các vùng của cổng và kênh mà dòng điện tích chảy qua. Bất cứ khi nào điện áp nghịch trên cực cổng được tăng lên, lớp suy giảm sẽ tăng lên. Vì vậy, nó có thể ngăn dòng điện từ cực nguồn đến cực máng. Vì vậy, bằng cách thay đổi điện áp tại cực cổng, dòng điện từ cực nguồn đến cực cống có thể được kiểm soát.

So sánh BJT và FET

BJT và FET có nhiều điểm khác biệt. Dưới đây là một số điểm so sánh giữa hai loại transistor này:

  • BJT là transistor lưỡng cực, trong khi FET là transistor trường.
  • BJT có ba chân là cực gốc, cực phát và cực góp, trong khi FET có ba chân là cực máng, cực nguồn và cực cổng.
  • Hoạt động của BJT chủ yếu phụ thuộc vào cả hai hạt mang điện đa số và thiểu số, trong khi hoạt động của FET chủ yếu phụ thuộc vào hạt mang điện đa số là lỗ trống hoặc electron.
  • Trở kháng đầu vào của BJT dao động từ 1K đến 3K, rất nhỏ, trong khi trở kháng đầu vào của FET rất lớn.
  • BJT là thiết bị điều khiển dòng điện, trong khi FET là thiết bị điều khiển bằng điện áp.
  • BJT có độ nhiễu, trong khi FET ít nhiễu.
  • Sự thay đổi tần số của BJT sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của nó, trong khi FET có đáp ứng tần số cao.
  • BJT có độ lợi nhiều hơn, trong khi FET có độ lợi ít hơn.
  • Trở kháng đầu ra của BJT cao do độ lợi cao, trong khi trở kháng đầu ra của FET ít do độ lợi ít.
  • BJT có kích thước lớn hơn, trong khi FET nhỏ hơn.
  • BJT có điện áp offset, trong khi FET không có điện áp offset.
  • BJT có thời gian chuyển đổi trung bình, trong khi FET có thời gian chuyển đổi nhanh.
  • Phân cực BJT đơn giản hơn phân cực FET.
  • BJT sử dụng ít dòng điện hơn, trong khi FET sử dụng ít điện áp hơn.
  • BJT phù hợp ứng dụng dòng điện thấp, trong khi FET phù hợp ứng dụng điện áp thấp.
  • BJT tiêu thụ công suất cao, trong khi FET tiêu thụ công suất thấp.
  • BJT có hệ số nhiệt độ âm, trong khi FET có hệ số nhiệt độ dương.

Lợi ích của FET so với BJT

FET được ưa chuộng hơn BJT trong một số ứng dụng. Dưới đây là một số lợi ích của FET so với BJT:

  • Trở kháng đầu vào của FET cao hơn, độ lợi ít hơn so với BJT.
  • FET tạo ra ít độ nhiễu hơn, hiệu ứng bức xạ ít hơn.
  • FET có điện áp offset bằng 0 ở dòng cực máng 0, tạo ra một bộ cắt tín hiệu vượt trội.
  • FET ổn định hơn về nhiệt độ.
  • Trở kháng đầu vào của FET cao hơn, nên được ưu tiên sử dụng làm tầng đầu vào cho bộ khuếch đại đa tầng.
  • Chế tạo FET đơn giản.
  • FET phản hồi như một biến trở điều khiển bằng điện áp cho các giá trị điện áp từ cực máng đến cực nguồn rất nhỏ.
  • FET tiêu tán công suất cao cũng như có thể chuyển đổi dòng điện lớn.

Kết Luận

BJT và FET là hai loại transistor quan trọng trong kỹ thuật điện tử và điện lực. BJT là transistor lưỡng cực, trong khi FET là transistor trường. Hai loại transistor này có sự khác biệt về cấu tạo và hoạt động. Ngoài ra, FET còn có nhiều lợi ích hơn so với BJT trong một số ứng dụng. Việc hiểu rõ sự khác biệt giữa BJT và FET sẽ giúp chúng ta chọn loại transistor phù hợp cho các ứng dụng trong lĩnh vực điện tử và điện lực.