Caratteristiche e differenza tra BJT e FET in elettronica
In elettronica, BJT e FET sono due tipi fondamentali di dispositivi a semiconduttore utilizzati nei circuiti elettronici. Entrambi i transistor svolgono un ruolo cruciale nell’amplificazione e nell’elaborazione del segnale all’interno dei sistemi elettronici. Questi dispositivi sono componenti essenziali in varie applicazioni elettroniche.
Che cos’è il BJT?
Un transistor a giunzione bipolare (BJT) è un dispositivo a semiconduttore che funziona come un amplificatore o un interruttore nei circuiti elettronici. È costituito da tre strati di materiale semiconduttore: emettitore, base e collettore. Funziona controllando il flusso di portatori di carica (elettroni o lacune) tra questi strati. Quando viene applicata una piccola corrente in ingresso alla base, il BJT può controllare una corrente maggiore tra l’emettitore e il collettore.
Esistono due tipi di BJT, vale a dire NPN (negativo-positivo-negativo) e PNP (positivo-negativo-positivo), in base ai tipi di doping dei tre terminali principali. I transistor NPN sono più comuni, con gli elettroni come portatori di carica, mentre i transistor PNP utilizzano i buchi come portatori di carica.
Che cos’è il FET?
Un transistor a effetto di campo (FET) è un tipo di transistor utilizzato per l’amplificazione e la commutazione nei circuiti elettronici. A differenza di un BJT, il FET funziona in base a un campo elettrico. Ha tre terminali: source, gate e drain. Il flusso di corrente tra source e drain è controllato dalla tensione applicata al terminale di gate.
I FET sono disponibili in due tipi principali: FET a semiconduttore a ossido di metallo (MOSFET) e FET a giunzione (JFET). I MOSFET sono prevalenti nei circuiti digitali, mentre i JFET sono utilizzati nei circuiti analogici. I FET sono componenti essenziali nell’elettronica moderna, poiché offrono un’elevata impedenza di ingresso e un basso consumo energetico.
Differenza tra BJT e FET
Meccanismo di controllo
Un BJT funziona quando una piccola corrente al terminale di base controlla il flusso di corrente tra i terminali dell’emettitore e del collettore. La quantità di corrente di base determina l’amplificazione o il comportamento di commutazione.
I FET gestiscono il flusso di corrente tra i terminali source e drain modificando la tensione sul terminale gate. La tensione di gate crea un campo elettrico che regola la conduttività del canale tra sorgente e drain.
Portatori di carica
Nei BJT di tipo NPN, gli elettroni sono i principali portatori di carica, mentre nei BJT di tipo PNP, i buchi (mancanza di elettroni) sono i principali portatori. Entrambi i tipi di portanti contribuiscono al flusso di corrente in varie configurazioni di transistor.
I FET a canale N utilizzano principalmente gli elettroni come portatori di carica, mentre i FET a canale P utilizzano i buchi. Questa differenza nei portatori di carica influenza la direzione del flusso di corrente nei FET.
Polarità
I BJT NPN hanno una struttura di strati negativo-positivo-negativo, mentre i BJT PNP hanno una disposizione positivo-negativo-positivo. Questa polarità influenza la direzione del flusso di corrente e i tipi di portatori di carica.
I FET a canale N hanno un canale a semiconduttore di tipo N mentre i FET a canale P hanno un canale di tipo P. La scelta del tipo di canale determina la polarità e il comportamento del FET.
Impedenza di ingresso
I BJT generalmente hanno un’impedenza di ingresso inferiore rispetto ai FET. L’impedenza di ingresso di un transistor influisce su quanto carica la sorgente del segnale. Un’impedenza di ingresso inferiore può comportare un maggiore carico della sorgente del segnale.
I FET presentano un’elevata impedenza di ingresso, che li rende adatti per applicazioni in cui la sorgente del segnale deve essere caricata al minimo.
Controllo tensione/corrente
I BJT sono principalmente dispositivi controllati in tensione. La tensione applicata alla giunzione base-emettitore controlla il flusso di corrente tra il collettore e l’emettitore. La corrente in ingresso alla base viene trasformata in una corrente in uscita maggiore.
I FET sono anche dispositivi controllati in tensione e il loro funzionamento dipende dalla tensione applicata al gate. I FET hanno un’elevata impedenza di ingresso, il che significa che assorbono una corrente minima dalla sorgente di ingresso.
Conclusioni
Possiamo concludere dicendo che, entrambi i transistor sono fondamentali per l’amplificazione e l’elaborazione del segnale nei sistemi elettronici. BJT si concentra sul controllo della corrente, mentre FET enfatizza il controllo della tensione. BJT gestisce il flusso dei portatori di carica tra gli strati e FET regola i portatori di carica utilizzando un campo elettrico. Comprendere queste differenze è vitale per selezionare i componenti in applicazioni specifiche.
