So sánh sự giống và khác nhau giữa JFET vs MOSFET

Kyoritsuvietnam.net 2 năm trước 2469 lượt xem

JFET và MOSFET là hai thiết bị bán dẫn quan trọng trong hệ thống mạch điện. Đây là hai linh kiện khác nhau nhưng hay bị nhầm lẫn, khó phân biệt. Hiểu được điều này, Kyoritsuvietnam.net so sánh điểm giống và khác nhau giữa JFET vs MOSFET. Mời bạn theo dõi bài viết sau để biết cách phân biệt JFET MOSFET nhé!

JFET là gì?

Khái niệm

Để so sánh JFET vs MOSFET, bạn cần phải hiểu JFET là gì? JFET là tên viết tắt của cụm từ tiếng anh Junction Field Effect Transistor. Đây là một transistor ( linh kiện bán dẫn) hiệu ứng trường cổng nối hoặc gọi là FET nối. Nó dùng điện áp đặt vào cực cổng để điều khiển dòng điện chạy qua kênh giữa cống và cực nguồn. Dẫn đến dòng điện ở đầu ra tỷ lệ với điện áp của đầu vào.

JFET ổn định hơn bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực. Nó có ba cực, thường được dùng làm công tắc điện tử, phần tử khuếch đại, điện trở,...

Cấu tạo của JFET

JFET có cấu tạo như sau: Người ta lấy một thanh bán dẫn hình trụ có nồng độ tạp chất lớn, điện trở suất lớn. Trên thanh bán dẫn này, thiết kế đáy trên và đáy dưới lần lượt tiếp xúc với kim loại. Mục đích tạo ra hai cực tương ứng là cực máng ( cực thoát) và cực nguồn.

Sau đó, tạo một mối vòng P-N vòng theo chu vi của thanh bán dẫn. Kim loại tiếp xúc với mẫu bán dẫn mới, đưa ra ngoài cực cổng.

Trong đó:

D (Drain): Cực máng (Cực thoát).
G (Gate): Cực cổng (Cực cửa).
S (Source): Cực nguồn.

Cực D và cực S được nối vào kênh N. Cực G nối vào vật liệu bán dẫn P. Thông lộ kênh chỉ vùng bán dẫn giữa cực D và cực S.

JFET có hai cấu hình cơ bản: jfet kênh N và jfet kênh P. Trong đó, kênh N được dùng phổ biến hơn.

MOSFET là gì?

Khái niệm

Hiểu được MOSFET là gì ta mới so sánh được JFET vs MOSFET. MOSFET là từ viết tắt của Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Giống như JFET, MOSFET cũng là một transistor, linh kiện bán dẫn chủ động. Tuy nhiên, mosfet có cấu tạo và hoạt động khác với các bán dẫn thông thường. Chúng có bốn cực và hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện.

Đây là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn, phù hợp cho việc khuếch đại các nguồn tín hiệu. MOSFET thường được dùng trong các mạch nguồn máy tính, mạch nguồn màn hình.

MOSFET được xây dựng dựa trên lớp chuyển tiếp oxit kim loại và chất bán dẫn. (ví dụ như Oxit Bạc và bán dẫn Silic). MOSFET có hai kiểu cơ bản:

N-MOSFET: loại chỉ hoạt động khi nguồn điện ở cổng là 0. Các electron bên trong nó vẫn hoạt động cho đến khi bị ảnh hưởng bởi nguồn điện vào.
P-MOSFET: các electron sẽ bị cắt cho đến khi được gia tăng nguồn điện thế vào cổng.

Cấu tạo của MOSFET

Dựa vào sơ đồ, ta có: G (Gate): là cực cổng. S (Source): là cực nguồn. D (Drain): là cực máng.

Sơ đồ cấu tạo mosfet — Sơ đồ cấu tạo MOSFET

Cấu tạo của MOSFET như sau: MOSFET kênh N có hai miếng bán dẫn P được đặt trên nền bán dẫn N. Giữa P và N được cách điện bởi một lớp SiO2. Hai miếng bán dẫn P được nối thành cực D và cực S. Nền bán dẫn N được kết nối với lớp màng mỏng ở trên, sau đó được dấu ra thành cực G.

MOSFET có điện trở giữa cực G với cực S và giữa cực G và cực D là rất lớn. Điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc vào điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S (UGS).

Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở của RDS là rất lớn. Còn khi điện áp UGS > 0 do hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm. Điện áp UGS càng lớn thì điện trở RDS càng nhỏ.

Xem thêm:

So sánh JFET vs MOSFET

Nhìn chung, JFET và MOSFET có nguyên tắc hoạt động và đặc tính điện khá tương đồng. Tuy nhiên, khi tìm hiểu ta thấy chúng có nhiều điểm khác biệt. Nội dung dưới đây sẽ so sánh giữa JFET và MOSFET ở các khía cạnh cơ bản như: khái niệm, cơ chế hoạt động, ứng dụng,...

So sánh jfet và mosfet — So sánh JFET và MOSFET

Khái niệm

JFET và MOSFET đều là linh kiện bán dẫn điều khiển điện áp. Chúng đều có tác dụng khuếch đại tín hiệu cho analog và digital. Cả hai đều là các thiết bị đơn cực. Tuy nhiên lại có thành phần cấu tạo khác nhau. Jfet có ba cực còn MOSFET có bốn cực.

Chế độ hoạt động

JFET và MOSFET đều có độ dẫn truyền nhỏ hơn các bán dẫn lưỡng cực BJT. Nếu jfet chỉ hoạt động ở dạng khuyết lập thì mosfet lại có thể hoạt động ở cả kiểu khuyết lập và tăng cường.

Trở kháng đầu vào

Trong các loại bán dẫn, Jfet có trở kháng đầu vào khá cao. Vì vậy, nó nhạy cảm với tín hiệu điện áp đầu vào. Tuy nhiên, khi so với MOSFET thì MOSFET còn có trở kháng cao hơn hẳn. Trở kháng đầu vào của mosfet còn làm tăng tính điện trở ở cực cổng nhờ vào chất cách điện oxit kim loại.

Rò rỉ dòng điện (Gate Leakage Current)

Hiện tượng rò rỉ dòng điện xảy ra ở cả hai bán dẫn JFET vs MOSFET. Dù thiết bị đã tắt thì vẫn xảy ra sự thất thoát năng lượng điện. Jfet thường rò rỉ dòng điện trong khoảng 10^-9 A, còn MOSFET thì khoảng 10^-12 A.

Thiệt hại điện trở (Damage Resistance)

Thực tế, MOSFET dễ bị hỏng hơn do hiện tượng xả tĩnh điện (ESD: electrostatic discharge) . Vì chất cách điện oxit kim loại làm giảm điện dung của cực cổng, khiến bán dẫn nhạy cảm với điện áp cao.

Còn jfet thường ít nhạy cảm hơn với hiện tượng xả tĩnh điện bởi nó có điện dung đầu vào cao hơn MOSFET.

Chi phí sản xuất

Quy trình tạo ra jfet đơn giản hơn MOSFET nên chi phí cũng thấp hơn. Với MOSFET, bạn còn cần tính thêm chi phí cho lớp oxit kim loại nên giá cũng cao hơn.

Ứng dụng của JFET vs MOSFET

Jfet thường được dùng cho các ứng dụng có độ nhiễu thấp như: công tắc điện tử, bộ khuếch đại đệm,...

MOSFET thường được dùng cho các ứng dụng có độ nhiễu cao như: chuyển mạch, khuếch đại tín hiệu trong analog hoặc digital, dùng cho điều khiển động cơ, hệ thống nhúng,...

Như vậy, bài viết trên đã gửi đến bạn những điểm giống và khác giữa JFET vs MOSFET. Hy vọng những kiến thức này sẽ giúp bạn phân biệt được JFET và MOSFET. Từ đó biết cách ứng dụng hai bán dẫn này vào công việc một cách hiệu quả.

Ngoài ra để đo và kiểm tra JFET hay MOSFET sống hay chết, người dùng chắc hẳn sẽ cần đến đồng hồ vạn năng để hỗ trợ công việc. Nếu bạn đang có nhu cầu mua thiết bị đo điện, hãy liên hệ ngay đến HOTLINE Hà Nội: 0902 148 147 - TP.HCM: 0979 244 335 để được các chuyên viên tư vấn miễn phí trong thời gian nhanh nhất. Bạn cũng có thể truy cập vào trang web kyoritsuvietnam.net và đặt hàng online sau khi đã chọn được sản phẩm phù hợp.