So sánh JFET và MOSFET có điểm gì giống và khác nhau?

Trong một hệ thống mạch điện sẽ bao gồm nhiều thiết bị, linh kiện khác nhau. Chúng đảm nhận các vị trí, công việc khác nhau nhằm mục đích chung là đảm bảo cho mạch điện hoạt động ổn định và hiệu quả. Trong số đó, 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. Vậy nên hãy cùng TKTech so sánh JFET và MOSFET để xem chúng có điểm gì giống và khác nhau nhé!

Tìm hiểu về khái niệm của JFET và MOSFET

Trước tiên, xin mời bạn đọc tìm hiểu về khái niệm của hai linh kiện bán dẫn này.

JFET là gì?

JFET (Junction Field Effect Transistor) là một transistor – một loại linh kiện bán dẫn hiệu ứng trường cổng nối. Nó còn được gọi là JFET nối. Linh kiện này sử dụng điện áp đặt vào cực cổng để điều khiển dòng điện chạy qua kênh giữa cổng và cực nguồn. Dẫn đến dòng điện ở đầu ra tỷ lệ với điện áp đầu vào.

JFET là linh kiện có sự ổn định hơn bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực bởi vì nó có tới 3 cực. Vậy nên linh kiện này được dùng để làm công tắc điện tử, phần tử khuếch đại, điện trở…

Tìm hiểu cấu tạo của JFET – So sánh JFET và MOSFET 

Linh kiện bán dẫn JFET có cấu tạo như sau: Người ta sẽ lấy một thanh bán dẫn hình trụ có nồng độ tạp chất lớn và 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 để tạo ra hai cực tương ứng là cực máng (cực thoát) và cực nguồn. Dau đó, tạo một mối vòng P-N vòng theo chu vi của thanh bán dẫn. Kim loại khi tiếp xúc với mẫu bán dẫn mới sẽ 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, còn 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 là JFET kênh N và JFET kênh P nhưng kênh N được sử dụng phổ biến hơn.

MOSFET là gì?

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) cũng là một loại transistor, nó là linh kiện bán dẫn chủ động. Nhưng khi so sánh JFET và MOSFET thì MOSFET có cấu tạo và hoạt động khác hơn loại JFET thông thường. MOSFET có bốn cực và hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện.

MOSFET là loại linh kiện có trở kháng đầu vào lớn, phù hợp cho việc khuếch đại các nguồn tín hiệu. Vậy nên nó thường được sử dụng trong các mạch nguồn máy tính, mạch nguồn màn hình.

Linh kiện MOSFET được xây dựng dựa trên lớp chuyển tiêp oxit kim loại và chất bán dẫn. Ví dụ như oxit Bạc và bán dẫn Silic. Hiện tại, MOSFET có hai kiểu cơ bản là:

* N-MOSFET: loại này 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

Loại linh kiện bán dẫn MOSFET có cấu tạo như hình sau:

Nhìn vào sơ đồ, ta thấy thiết bị này bao gồm:

– G (Gate): là cực cổng

– S (Source): là cực nguồn

– D (Drain): là cực máng.

Bạn có thể hiểu 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.

Điện trở giữa cực G với cục S, giữa cực G và cực D của MOSFET là rất lớn. Điện trở giữa cực D và cực S sẽ phụ thuộc vào điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S (UGS). Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở của RDS sẽ rất lớn. Còn khi điện áp UGS > 0 do hiệu ứng từ trường sẽ làm cho điện trở RDS giảm. Điện áp UGS càng lớn thì điện trở RDS càng nhỏ.

Linh kiện JFET và MOSFET có gì giống và khác nhau?

Trong các mạch điện tử hầu hết đều có fet bao gồm cả JFET và MOSFET để phục vụ cho sự hoạt động của các thiết bị mạch điện tử. Nếu nắm được sự khác biệt của hai thiết bị bán dẫn này sẽ giúp bạn sử dụng chúng đúng vị trí và đem lại hiệu quả. 

Điểm giống nhau – So sánh JFET và MOSFET

Sau khi tìm hiểu thông tin về JFET và MOSFET, chúng ta có thể thấy hai loại linh kiện này có sự giống nhau về khái niệm và cấu tạo cơ bản. Thể hiện qua các điểm sau:

– Cả hai đều là transistor điều khiển được mức điện áp dùng cho việc khuếch đại tín hiệu cho các dòng máy analog và digital.

– Cả hai đều là loại thiết bị được cấu tạo bởi nhiều thành phần khác nhau.

– Chúng có cấu tạo tương đối giống nhau. Khi mà cả hai đều có độ dẫn truyền ở mức nhỏ hơn so với loại transistor lưỡng cực BJT.

Điểm khác nhau – So sánh JFET và MOSFET

Để bạn có thể so sánh được sự khác biệt của hai linh kiện JFET và MOSFET, chúng tôi sẽ đưa ra bảng đánh giá chi tiết sau đây:

Về số cực

Đối với linh kiện bán dẫn JFET, nó có 3 cực. Trong khi đó linh kiện MOSFET có tới 4 cực.

Về chế độ hoạt động

Linh kiện JFET có độ dẫn truyền nhưng nó làm việc ở dạng khuyết lập (depletion mode). Còn MOSFET cũng làm việc với độ dẫn truyền nhưng ở cả hai dạng khuyết lập và tăng cường.

Về trở kháng đầu vào

JFET có trở kháng đầu vào cao, nó nhạy cảm với các tín hiệu điện áp cao. Trong khi đó, MOSFET lại còn có trở kháng đầu vào cao hơn so với JFET nữa. Vậy nên MOSFET sẽ làm tăng tính năng điện ở cực cổng.

Về phạm vi rò rỉ dòng điện – So sánh JFET và MOSFET 

Mức độ rò rỉ điện năng của JFET ở mức 10^-9 A (10 mũ -9A). Còn linh kiện MOSFET có mức rò rỉ 10^-12 A (10 mũi -12A).

Về sự thiệt hại điện trở

Linh kiện bán dẫn JFET có mức độ thiệt hại điện trở thấp. Còn MOSFET có mức độ thiệt hại điện trở cao hơn.

Về mức chi phí sản xuất

JFET có mức chi phí sản xuất thấp do nó có cấu tạo đơn giản. Còn MOSFET là linh kiện có mức chi phí sản xuất cao do nó có cấu tạo phức tạp.

Về phạm vi ứng dụng – So sánh JFET và MOSFET 

JFET là linh kiện được sử dụng nhiều trong các thiết bị có độ nhiễu thấp, công tắc điện tử hoặc bộ khuếch đại đệm. Trong khí đó, MOSFET lại là linh kiện được dùng cho những ứng dụng có mức độ nhiễu cao. Ví dụ như chuyển mạch, dùng để khuếch đại các tín hiệu analog hoặc digital…

Trên đây là thông tin về hai loại linh kiện bán dẫn phổ biến hiện nay, JFET và MOSFET. Hy vọng qua bài viết này, bạn đã nắm được sự khác nhau của chúng khi so sánh JFET và MOSFET. Từ đó biết cách ứng dụng hai bán dẫn này vào công việc một cách hiệu quả.

Bên cạnh đó, để xác định xem MOSFET, JFET còn sống hay chết, bạn cần sử dụng thiết bị đo điện là đồng hồ vạn năng. Nếu muốn tìm hiểu kỹ hơn về các sản phẩm dụng cụ đo điện chuyên dụng như ampe kìm, đồng hồ vạn năng. Hãy liên hệ với TKTech qua hotline 028. 668 357 66 hoặc truy cập website: https://tktech.vn/ để được tư vấn nhanh nhất.