So sánh Mosfet và Transistor

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) và transistor lưỡng cực (BJT – Bipolar Junction Transistor) là hai loại linh kiện bán dẫn được sử dụng phổ biến trong các mạch điện tử, nhưng chúng có nguyên lý hoạt động và cách điều khiển khác nhau. Dưới đây là sự khác biệt chính giữa hai loại này:

1. Nguyên lý hoạt động

• MOSFET:
  • Là linh kiện điều khiển bằng điện trường (voltage-controlled device).
  • Dòng điện qua kênh dẫn (giữa Drain và Source) được điều khiển bằng điện áp đặt giữa Gate và Source (Vgs​).
  • Không có dòng điện đáng kể chạy qua Gate, vì Gate được cách ly với kênh dẫn bởi một lớp oxide.
• Transistor BJT:
  • Là linh kiện điều khiển bằng dòng (current-controlled device).
  • Dòng Collector (Ic​) được điều khiển bằng dòng Base (Ib​).
  • Dòng điện phải đi qua chân Base, làm cho BJT tiêu tốn năng lượng nhiều hơn ở đầu vào so với MOSFET.

2. Đặc điểm điều khiển

• MOSFET:
  • Điều khiển bằng điện áp: Chỉ cần đặt một điện áp đủ lớn vào chân Gate để bật MOSFET.
  • Tiêu thụ năng lượng ở đầu vào thấp (gần như không có dòng qua Gate).
  • Phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao, đặc biệt trong mạch số (digital) hoặc mạch chuyển mạch.
• Transistor BJT:
  • Điều khiển bằng dòng điện: Cần cấp dòng điện vào chân Base để điều khiển trạng thái bật/tắt.
  • Tiêu thụ năng lượng ở đầu vào cao hơn so với MOSFET.
  • Phù hợp cho các ứng dụng khuếch đại tín hiệu tương tự (analog).

3. Hiệu suất và tốc độ

• MOSFET:
  • Hiệu suất cao hơn do có trở kháng đầu vào rất lớn.
  • Tốc độ chuyển mạch nhanh, đặc biệt phù hợp với các ứng dụng tần số cao.
  • Tuy nhiên, nhạy cảm với tĩnh điện, dễ bị hỏng nếu không được bảo vệ đúng cách.
• Transistor BJT:
  • Tốc độ chuyển mạch thấp hơn so với MOSFET.
  • Có thể xử lý dòng điện cao hơn trong một số trường hợp, nhưng kém hiệu quả hơn do tiêu thụ năng lượng lớn.

4. Ứng dụng

• MOSFET:
  • Thường được dùng trong các mạch số, mạch chuyển mạch, nguồn xung (SMPS), bộ khuếch đại công suất.
  • Ứng dụng trong các thiết bị hiện đại như máy tính, smartphone.
• Transistor BJT:
  • Thường dùng trong các mạch khuếch đại tương tự, các mạch đơn giản hoặc những ứng dụng yêu cầu giá thành thấp.

5. Kích thước và tích hợp

• MOSFET:
  • Dễ dàng tích hợp trong các mạch IC vì cấu trúc nhỏ gọn.
  • Phù hợp với công nghệ hiện đại như vi xử lý, vi điều khiển.
• Transistor BJT:
  • Kích thước lớn hơn một chút so với MOSFET trong cùng mức công suất.

6. Tóm tắt bảng so sánh