ทรานซิสเตอร์ JFET หรือ Field effect เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์หรือสวิตช์ และได้กลายเป็นส่วนสำคัญของชิปหน่วยความจำ JFET และ MOSFET เป็น FET สองประเภทที่ทำงานบนหลักการของทรานซิสเตอร์ทางแยก แต่ค่อนข้างแตกต่างกัน
JFET กับ MOSFET
ความแตกต่างระหว่าง JFET และ MOSTFET คือกระแสผ่าน JFET ถูกส่งผ่านสนามไฟฟ้าผ่านทางแยก PN แบบเอนเอียงแบบย้อนกลับ ในขณะที่ใน MOSFET ค่าการนำไฟฟ้านั้นเกิดจากสนามไฟฟ้าตามขวางในฉนวนโลหะออกไซด์ที่ฝังอยู่บนเซมิคอนดักเตอร์
ความแตกต่างที่สำคัญถัดไประหว่างทั้งสองคือ JFET อนุญาตให้อินพุตอิมพีแดนซ์น้อยกว่า MOSFET และเนื่องจากตัวหลังมีฉนวนในตัวทำให้กระแสไฟรั่วน้อยลง
JFET ซึ่งปกติจะเรียกว่า "อุปกรณ์เปิด" เป็นเครื่องมือประเภทพร่องซึ่งมีความต้านทานการระบายน้ำต่ำ ในขณะที่ MOSFET ที่สืบทอดมานั้นเรียกว่าปกติ "อุปกรณ์ปิด" ที่สามารถทำงานได้ทั้งในโหมดพร่องและโหมดขั้นสูงและมีความต้านทานการระบายน้ำสูง
ตารางเปรียบเทียบระหว่าง JFET และ MOSFET (ในรูปแบบตาราง)
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | JFET | MOSFET |
|---|---|---|
| อิมพีแดนซ์อินพุต | อิมพีแดนซ์อินพุตต่ำประมาณ 108 Ω | อิมพีแดนซ์อินพุตสูงประมาณ 1,010 ถึง 1,015 Ω |
| ความต้านทานท่อระบายน้ำ | ความต้านทานการระบายน้ำต่ำ | ความต้านทานการระบายน้ำสูง |
| ง่ายต่อการผลิต | ประดิษฐ์ได้ยากกว่า MOSFET | ประกอบได้ง่ายกว่า JFET |
| ราคา | ต้นทุนต่ำกว่า MOSFET | ราคาแพงกว่า JFET |
| โหมดการทำงาน | ประเภทพร่อง | ทั้งประเภทพร่องและเพิ่มประสิทธิภาพ |
JFET คืออะไร?
JFET ซึ่งเป็นคำย่อของ Junction Gate Field Effect Transistor เป็นอุปกรณ์ unipolar ที่โดยทั่วไปแล้วจะมีสามส่วน ได้แก่ แหล่งที่มา ท่อระบายน้ำ และเกท ส่วนใหญ่จะใช้ในแอมพลิฟายเออร์ ตัวต้านทาน และสวิตช์
เป็นประเภทพื้นฐานของ FET ที่ทำงานเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กที่ขั้วเกท แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กนี้ช่วยให้กระแสไหลจากแหล่งกำเนิดไปยังท่อระบายน้ำและอื่น ๆ
แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับเกต (VGS) ควบคุมความกว้างของโซนพร่องและทำให้ปริมาณกระแสไหลผ่านเซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้นกระแสระบายน้ำที่ไหลผ่านช่องจึงเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้
เนื่องจากแรงดันลบที่ขั้วเกตจะเพิ่มโซนการพร่องให้กว้างขึ้นและกระแสไฟไหลผ่านช่องสัญญาณน้อยลง และในที่สุด สเตจจะไปถึงจุดที่โซนพร่องจะหยุดการไหลของกระแสโดยสมบูรณ์
JFET ถูกจำแนกเป็น N-Channel JFET โดยที่ช่องที่เชื่อมต่อท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดนั้นเจือด้วยอิเล็กตรอนอย่างหนัก และ P-Channel JFET ซึ่งช่องนั้นเต็มไปด้วยรู
MOSFET คืออะไร?
MOSFET หรือสารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์ FET คือการกำหนดค่าขั้นสูงของ FET ซึ่งมีสี่ส่วนเพื่อทำหน้าที่ของมัน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชิปหน่วยความจำคอมพิวเตอร์เช่นในเซลล์หน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์สำหรับเก็บบิต
แม้ว่า MOSFET จะปฏิบัติตามหลักการพื้นฐานของ FET แต่ก็มีการออกแบบที่ซับซ้อนกว่าซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น MOSFET ยังเป็นอุปกรณ์ unipolar ที่ทำงานทั้งในโหมดพร่องและโหมดเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อขยายสัญญาณ
MOSFET ทุกประเภทมีฉนวนโลหะออกไซด์ที่แยกซับสเตรตออกจากเกต เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเกท ช่องจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากแรงไฟฟ้าสถิต ระหว่างท่อระบายน้ำและแหล่งจ่ายที่ปล่อยกระแส
D-MOSFET ทำงานในโหมดพร่องซึ่งมีช่องสัญญาณที่สร้างไว้ล่วงหน้าและช่องนี้ถูกปิดโดยใช้แรงดันไฟฟ้า ในขณะที่ E-MOSFET ที่ทำงานในโหมดเพิ่มประสิทธิภาพต้องมีศักยภาพในการสร้างช่องสำหรับกระแสไหล MOSFET เป็น FET ขั้นสูงที่ทำขึ้นเพื่อเพิ่มความต้านทานท่อระบายน้ำและใช้อิมพีแดนซ์อินพุตที่ไม่มีที่สิ้นสุดในขณะที่ลดกระแสไฟรั่ว อย่างไรก็ตาม MOSFET ต้องการการบำรุงรักษาอย่างดี เนื่องจากมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนเนื่องจากฉนวนของโลหะออกไซด์
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง JFET และ MOSFET
บทสรุป
JFET และ MOSFET ที่สืบทอดต่อมาจากทั้งคู่นั้นถูกใช้อย่างกว้างขวางในฐานะแอมพลิฟายเออร์และสวิตช์ในด้านการใช้งานที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม MOSFET ได้กลายเป็นทรานซิสเตอร์ที่มีความสามารถมากกว่าที่จะใช้ในชิปหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์
ความแตกต่างหลักระหว่างทั้งสองคือ JFET ใช้สนามไฟฟ้าในจุดเชื่อมต่อ PN ในขณะที่ MOSFET ใช้สนามไฟฟ้าตามขวางในชั้นโลหะออกไซด์ที่ฝังไว้สำหรับการนำไฟฟ้าผ่านพื้นผิว
ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือ JFET ไม่มีชั้นโลหะออกไซด์สำหรับฉนวนที่ MOSFET มีอยู่ในการออกแบบและด้วยเหตุนี้จึงได้รับชื่อ Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor หรือ MOSFET
JFET เป็นรูปแบบพื้นฐานที่สุดของ FET ในขณะที่ MOSFET ได้รับการออกแบบให้มีประสิทธิภาพมากกว่าและมีกระแสไฟรั่วน้อยกว่า ซึ่งทำได้โดยการผสมผสานกั้นโลหะออกไซด์ระหว่างขั้วต่อเกตกับพื้นผิว
แม้ว่า JFET และ MOSFET จะอยู่ในตระกูลทรานซิสเตอร์เดียวกัน แต่ JFET นั้นแตกต่างอย่างมากจาก MOSFET ลูกพี่ลูกน้องซึ่งมีความต้านทานการระบายน้ำและอิมพีแดนซ์สูงกว่า JFET มาก
ความแตกต่างระหว่าง JFET และ MOSFET ทำให้พวกเขามีการใช้งานที่แตกต่างกัน เช่น JFET ถูกใช้ในแอมพลิฟายเออร์ วงจรเรียงกระแส และสวิตช์มากกว่า ในขณะที่ MOSFET ถูกรวมไว้ในชิปหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์เพื่อประสิทธิภาพระดับสูง
