JFET กับ MOSFET: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

JFET หรือทรานซิสเตอร์สนามผลเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้เป็นเครื่องขยายเสียงหรือสวิตช์และกลายเป็นส่วนสำคัญของชิปหน่วยความจำ

JFET และ MOSFET เป็น FET สองประเภทที่ทำงานบนหลักการของทรานซิสเตอร์แบบแยก แต่ค่อนข้างแตกต่างกัน

ประเด็นที่สำคัญ

1. JFET (ทรานซิสเตอร์สนามผลทางแยก) เป็นทรานซิสเตอร์สนามผลที่ใช้ทางแยก pn แบบไบแอสแบบย้อนกลับเพื่อควบคุมการไหลของกระแสระหว่างแหล่งจ่ายและขั้วท่อระบายน้ำ
2. MOSFET (ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กออกไซด์ของโลหะ-เซมิคอนดักเตอร์) เป็นอีกหนึ่งทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กที่ใช้ประตูหุ้มฉนวนเพื่อควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า ทำให้มีการควบคุมและประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น
3. ทั้ง JFET และ MOSFET เป็นทรานซิสเตอร์สนามผลที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่ JFET ใช้จุดเชื่อมต่อ pn ในขณะที่ MOSFET ใช้ประตูหุ้มฉนวนเพื่อประสิทธิภาพและการควบคุมที่ดีขึ้น

JFET กับ MOSFET

JFET หมายถึงทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามเกตเวย์ทางแยก และเป็นอุปกรณ์ยูนิโพลาร์ที่ประกอบด้วยแหล่งกำเนิด เกต และเดรน ที่ใช้ในแอมพลิฟายเออร์ สวิตช์ และตัวต้านทาน MOSFET หมายถึง ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กของ Metal Oxide Semiconductor ซึ่งประกอบด้วยสี่ส่วนและใช้ในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ ชิป.

ข้อแตกต่างที่สำคัญต่อไปนี้ระหว่างทั้งสองคือ JFET อนุญาตให้มีความต้านทานอินพุตน้อยกว่า MOSFET และอย่างหลังซึ่งมี ฉนวน ฝังตัวทำให้กระแสไฟรั่วน้อยลง

JFET หรือที่เรียกว่า “อุปกรณ์เปิด” เป็นเครื่องมือประเภทสิ้นเปลืองซึ่งมีความต้านทานการระบายน้ำต่ำ ในทางตรงกันข้าม MOSFET ที่สืบทอดมาจากมันคือ “อุปกรณ์ปิด” ที่สามารถทำงานทั้งในโหมดพร่องและโหมดปรับปรุง และมีความต้านทานการเดรนสูง

 

ตารางเปรียบเทียบ

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	เจเอฟอีที	MOSFET
ความต้านทานของอินพุต	ความต้านทานอินพุตต่ำประมาณ 108 Ω	ความต้านทานอินพุตสูงประมาณ 1010 ถึง 1015 Ω
ความต้านทานการระบายน้ำ	ความต้านทานการระบายน้ำต่ำ	ต้านทานการระบายน้ำสูง
ง่ายในการผลิต	สร้างยากกว่า MOSFET	ประกอบง่ายกว่า JFET
ราคา	ต้นทุนต่ำกว่า MOSFET	ราคาแพงกว่า JFET
โหมดการทำงาน	ประเภทพร่อง	ทั้งแบบพร่องและแบบเสริม

---

 

JFET คืออะไร?

JFET ย่อมาจาก Junction Gate Field Effect Transistor เป็นอุปกรณ์ยูนิโพลาร์ที่มีสามส่วน ได้แก่ แหล่งกำเนิด ท่อระบายน้ำ และเกต ส่วนใหญ่จะใช้ในเครื่องขยายเสียง ตัวต้านทาน และสวิตช์

เป็น FET ประเภทหลักที่ทำงานเมื่อมีขนาดเล็ก แรงดันไฟฟ้า นำไปใช้กับอาคารผู้โดยสารประตู แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กนี้ช่วยให้กระแสไหลจากแหล่งกำเนิดไปยังท่อระบายน้ำและเลยออกไป

แรงดันไฟฟ้าที่ใช้บนเกต (VGS) จะควบคุมความกว้างของโซนพร่องและดังนั้นปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้นกระแสเดรนที่ไหลผ่านช่องจึงเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

เมื่อแรงดันลบบนเทอร์มินัลเกตเพิ่มขึ้น พื้นที่พร่องจะกว้างขึ้น และกระแสจะไหลผ่านช่องน้อยลง ในที่สุด ระยะหนึ่งก็มาถึงจุดที่โซนการพร่องหยุดการไหลของกระแสอย่างสมบูรณ์

JFET ยังจำแนกเพิ่มเติมเป็น N-Channel JFET โดยที่ช่องที่เชื่อมต่อกับท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดจะมีการเจือด้วยอิเล็กตรอนอย่างหนัก และ P-Channel JFET ซึ่งช่องนั้นเต็มไปด้วยรู

 

MOSFET คืออะไร?

MOSFET หรือเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์ FET คือการกำหนดค่า FET ขั้นสูงที่มีสี่ส่วนเพื่อทำหน้าที่ต่างๆ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชิปหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ เช่น ในเซลล์หน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์สำหรับจัดเก็บบิต

แม้ว่า MOSFET จะเป็นไปตามหลักการพื้นฐานของ FET แต่ก็มีการออกแบบที่ซับซ้อนกว่า ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น MOSFET ยังเป็นอุปกรณ์ยูนิโพลาร์ที่ขยายสัญญาณในโหมดพร่องและเพิ่มประสิทธิภาพ

MOSFET ทุกประเภทมีฉนวนโลหะออกไซด์ที่แยกสารตั้งต้นออกจากเกต เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายไปที่เทอร์มินัลเกต ช่องจะถูกสร้างขึ้นระหว่างท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดที่ยอมให้มีกระแสไฟฟ้าเนื่องจากแรงไฟฟ้าสถิต 

D-MOSFET ทำงานในโหมดพร่องซึ่งมีช่องสัญญาณที่สร้างไว้ล่วงหน้า และช่องนี้จะปิดเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า ในขณะที่ E-MOSFET ที่ทำงานในโหมดเพิ่มประสิทธิภาพต้องใช้ศักยภาพในการสร้างช่องสำหรับการไหลของกระแส

MOSFET เป็น FET ขั้นสูงที่สร้างขึ้นเพื่อเพิ่มความต้านทานการเดรนและใช้อิมพีแดนซ์อินพุตแบบไม่จำกัดในขณะที่ลดกระแสรั่วไหล

อย่างไรก็ตาม MOSFET ต้องการการบำรุงรักษาที่ดี เนื่องจากมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนที่เกี่ยวข้องกับฉนวนของโลหะออกไซด์

---

ความแตกต่างหลัก ระหว่าง JFET และ MOSFET

1. ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง JFET และ MOSFET คือกระแสใน JFET ไหลเนื่องจาก สนามไฟฟ้า ในช่องต่อ PN และใน MOSFET นั้นเกิดจากสนามไฟฟ้าตามขวางในชั้นโลหะออกไซด์
2. ความแตกต่างที่สำคัญประการต่อไปคือ JFET มีอิมพีแดนซ์อินพุตต่ำกว่า ในขณะที่ MOSFET ในทางปฏิบัติมีอิมพีแดนซ์ไม่สิ้นสุด เนื่องจากไม่มีการสัมผัสโดยตรงระหว่างเกทและซับสเตรต
3. ความแตกต่างที่น่าสังเกตอีกประการหนึ่งคือ JFET มีความต้านทานการระบายน้ำต่ำกว่า ในขณะที่ MOSFET มีความต้านทานการระบายน้ำสูง
4. JFET ยังมีกระแสรั่วไหลที่สูงกว่า แต่ MOSFET ได้รับการแก้ไขเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยมีกระแสรั่วไหลน้อยลง
5. แม้ว่า JFET จะประกอบยากกว่า MOSFET แต่ก็มีต้นทุนน้อยกว่า

---

อ้างอิง

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4347805/

อัพเดตล่าสุด : 11 มิถุนายน 2023