¿Cuáles son los pros y los contras del transistor BJT versus FET?

Answer 1

Pros para BJT:

Los BJT con las mismas dimensiones físicas y precio generalmente pueden darle una velocidad mucho mayor, ya que tienen muy poca capacidad de entrada.

Los BJT pueden darte una ganancia mucho mayor. Simplemente tome un montón de componentes y compárelos, y encontrará que los BJT le brindan mejores características de ganancia y, por lo tanto, requieren menos etapas de ganancia.

Las etapas del amplificador BJT son mucho más lineales que las etapas del amplificador MOSFET, ya que la ganancia no depende del voltaje de polarización. Esto le da una mejor fidelidad.

Los BJT son capaces de manejar corrientes de salida más altas para salidas de señal y pueden tener una impedancia de salida más baja. En los amplificadores destinados a manejar una carga de baja impedancia de entrada o entregar cantidades significativas de potencia, esta es una gran ventaja. Muchos de los amplificadores operacionales de la más alta calidad están hechos con un proceso BiCMOS usando un par BJT para la etapa de buffer de salida.

Contras para BJT:

Los BJT son dispositivos que funcionan con corriente en lugar de que funcionan con voltaje. La mayoría de las veces esto significa un mayor consumo de energía.

Los BJT tienen una relación de entrada-salida que se puede invertir básicamente al sesgar los terminales opuestos a su diseño previsto. Lo que esto significa es que un diseño de amplificador descuidado puede terminar mucho más fácilmente con retroalimentación positiva y, por lo tanto, volverse inestable. He visto esto antes en uno de mis diseños anteriores en la escuela, y el TA no lo resolvió. (Lo hice, pero no hasta mucho después).

Los BJT tienen una impedancia de entrada más baja. Esto significa que un dispositivo de mayor impedancia de salida puede no acoplarse muy bien a la entrada de un amplificador BJT.

Los BJT son más difíciles de escalar. Los FET son fáciles.
Relacionado: los BJT tienen variaciones bastante significativas de transistor a transistor, mientras que los FET no lo hacen tanto.
Es más difícil hacer un buen espejo actual de un BJT que un FET.

Pros para MOSFET:

Son realmente fáciles de escalar. ¿Quieres exactamente la mitad de la corriente? Solo haz que la puerta sea la mitad de ancha.

Alta impedancia de entrada. A bajas frecuencias, esencialmente infinito.

Dado que las salidas están controladas por el voltaje de entrada en lugar de la corriente de entrada, consumen muy poca energía. La razón por la cual la lógica CMOS ganó a otras tecnologías de proceso es el consumo de energía, combinado con la escalabilidad. En un circuito CMOS, la energía de puerta a puerta solo se consume cuando el circuito cambia de estado, mientras que otras formas lógicas consumen energía para permanecer en una posición “encendida” o “apagada”.

Teniendo en cuenta que la mayoría de los circuitos digitales son CMOS, el uso de FETS para el diseño de circuitos analógicos es mucho, mucho más barato que el uso de BJT porque no requiere un conjunto completo de pasos de proceso adicionales.

Es bastante fácil hacer que los MOSFET sean casi idénticos. La coincidencia de transistor a transistor es simple.

Los MOSFET son más fáciles de diseñar con circuitos estables. A menos que agregue comentarios, no actúan de repente y se vuelven inestables.

Contras para MOSFET:

No es tan alta en fidelidad como BJT, ya que la ganancia variará ligeramente a medida que aumente el voltaje de entrada (es decir, generará algunos armónicos muy débiles).

Capacitancia de entrada. Cuanto mayor sea la ganancia, mayor será la capacitancia de entrada gracias al efecto Miller.

No se puede manejar una carga de baja impedancia muy bien.

Baja ganancia por parte, lo que a menudo significa que se necesitan más etapas de amplificación para obtener una mayor ganancia, incluso cuando se utilizan técnicas de diseño avanzadas. Cada etapa de amplificación agrega ruido, es decir, nunca se puede obtener una mejor relación señal / ruido en la salida que en la entrada.

Esta lista no es completa. Es lo mejor que puedo hacer de la cabeza.

Answer 2

BJT: este es el mejor dispositivo en la mayoría de las aplicaciones analógicas ‘lineales’. Los interruptores, la lógica, etc. son más adecuados para CMOS. Sin embargo, obtener acceso a un buen BJT en un proceso moderno es menos común. La integración está trasladando la tecnología de proceso a CMOS y bipolar es más nicho.

• BJT tiene una relación exponencial: Ic = Is * exp (Vbe / Vt)

• CMOS se acerca a esto a medida que las longitudes de los canales disminuyen en los nodos de procesos modernos … pero todavía no está allí. Predigo que puede llegar a exp () pero no excederlo.
• Esta característica de señal grande es altamente NO LINEAL (aunque muchos dicen que el BJT es más “lineal”, esto es realmente incorrecto). Esta alta derivada resulta en ALTA TRANSCONDUCTANCIA. La transconductancia (Gm) es una gran herramienta en circuitos analógicos. Proporciona ganancia, velocidad (más Gm ayuda en la compensación de retroalimentación) y lo hace con una corriente de polarización más baja (dispositivos más pequeños).
• Las características exp () dan como resultado ecuaciones simples y confiables para el análisis manual … no es realmente una razón para usar el dispositivo, pero es más fácil de manejar.

Menos ruido que CMOS. Mejor Gm, mejor ruido.

Mínimo ruido de parpadeo. CMOS es notoriamente malo para el ruido de parpadeo, particularmente en geometrías más finas.

Mejor impedancia de salida.

Mucho mayor ganancia de dispositivo intrínseco.

Mejor coincidencia (al contrario de las entradas anteriores), el BJT tiene una compensación de Vbe referida de entrada más baja. La razón por la que algunos ven a BJT como una mayor sensibilidad es porque la transconductancia es tan grande que las pequeñas compensaciones resultan en desviaciones de sesgo de corriente más grandes. Esto es fácil de manejar. Prefiero tener un desplazamiento de entrada bajo en comparación con una mala coincidencia con una pobre Gm para estabilizarlo.

CMOS: la única opción real para la lógica, pero también tiene algunas buenas ventajas analógicas. El mayor impulso para CMOS es la integración con aplicaciones digitales. La integración está empujando todo el desarrollo de IC a CMOS para el contenido digital. Solo más aplicaciones de nicho siguen usando Bipolar.

• Interruptores. CMOS hace grandes cambios.
• Puerta de fuga. CMOS no tiene corriente de puerta (los nodos de proceso modernos están comenzando a mostrar más fugas de puerta, pero esencialmente cero según los estándares BJT). Esto es importante en los circuitos de condensadores conmutados.
• La región de Triode se porta bien. Si el BJT entra en la región de saturación, la corriente base puede llegar a ser muy alta, lo que puede afectar los circuitos de polarización y “bloquear” el circuito. Realmente comentarios positivos. El sesgo BJT es más complejo como resultado y mayor riesgo de transitorios imprevistos en el circuito.

Answer 3

Fet tiene una alta impedancia de entrada en comparación con bjt, significa una mejor conmutación

Fet tiene un coeficiente tempratute positivo, bjt tiene un coeficiente de temperatura negativo, por lo que el calentamiento en fet es muy menor con respecto a bjt

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• Los transistores de unión bipolar son dispositivos bipolares, en este transistor hay un flujo de portadores de carga mayoritarios y minoritarios.
• Los transistores de efecto de campo son dispositivos unipolares, en este transistor solo hay flujos de portadores de carga mayoritarios.
• Los transistores de unión bipolar están controlados por corriente.
• Los transistores de efecto de campo están controlados por voltaje.
• En muchas aplicaciones, se utilizan FET que los transistores de unión bipolar.
• El transistor de unión bipolar consta de tres terminales, a saber, emisor, base y colector. Estos terminales se denotan por E, B y C.
• El transistor de efecto de campo consta de tres terminales, a saber, fuente, drenaje y compuerta. Estos terminales se denotan por S, D y G.
• La impedancia de entrada de los transistores de efecto de campo es alta en comparación con los transistores de unión bipolar.
• Un BJT necesita una pequeña cantidad de corriente para encender el transistor. El calor disipado en bipolar detiene el número total de transistores que se pueden fabricar en el chip.
• Siempre que se haya cargado el terminal ‘G’ del transistor FET, no se requiere más corriente para mantener el transistor encendido.
• El BJT es responsable del sobrecalentamiento debido a un coeficiente de temperatura negativo.
• FET tiene un coeficiente de temperatura + Ve para detener el sobrecalentamiento.
• Los BJT son aplicables para aplicaciones de baja corriente.
• Los FETS son aplicables para aplicaciones de bajo voltaje.
• Los FET tienen una ganancia baja a media.
• Los BJT tienen una frecuencia máxima más alta y una frecuencia de corte más alta

Answer 4

Bueno, BJT es un dispositivo bipolar, por lo tanto, tiene ruido debido al almacenamiento de portadores minoritarios, mientras que JFET es un dispositivo portador mayoritario, por lo tanto, menos propenso al ruido.
Si bien todos los FET funcionan en concepto de efecto de campo que es diferente del concepto de BJT, por lo tanto, todos tienen una ventaja común de alta impedancia i / p y bajo consumo de energía y no sufren fugas térmicas.
JFET y otros FET se pueden fabricar en un área pequeña, mientras que BJT necesita un área relativamente grande. Pero en el caso actual, MOSFET son más populares que JFET, por lo tanto, JFET no se usan mucho.
Si bien una cosa es que BJT se puede operar en muy alta frecuencia que los FET, el diseño Bi-CMOS se está volviendo popular.
Pero ahora que hay dispositivos modernos como Si-Ge HBT, que es más rápido y tiene un mejor rendimiento que el BJT normal, podemos decir que BJT y MOSFET pueden estar en la misma lucha.

Answer 5

1) en FET, el “desbocamiento térmico” nunca ocurre pero en bjt ocurre fácilmente … el desbocamiento térmico significa sobrecalentamiento y daño del fet debido a diferentes voltajes de polarización.
2) dado que FET es un dispositivo unipolar, entonces solo se requiere un tipo de portador, pero bjt es un dispositivo bipolar.
3) FET es más pequeño en tamaño que BJT de la misma calificación. Quiero decir que en el lugar de 10 bjts podemos usar 90 FET … por lo que el área de consumo es menor.

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