BJT vs. MOSFET: Unterschiede erklärt
Ein Bipolartransistor (BJT) wird durch einen Basisstrom gesteuert, ein MOSFET dagegen durch die Spannung an einem isolierten Gate. Dieser eine Unterschied erklärt das meiste Weitere: MOSFETs ziehen praktisch keinen statischen Eingangsstrom und lassen sich zu Milliarden integrieren, weshalb sie Digitalchips dominieren, während BJTs eine hohe Steilheit und geringes Rauschen bieten, was sie in Analog- und HF-Schaltungen nützlich hält.
| Aspekt | BJT | MOSFET |
|---|---|---|
| Ansteuerung | Stromgesteuert: Der Basisstrom bestimmt den Kollektorstrom | Spannungsgesteuert: Die Gate-Spannung bestimmt den Drainstrom |
| Eingangsstrom | Ein stetiger Basisstrom ist nötig (Kollektorstrom geteilt durch die Verstärkung) | Praktisch kein statischer Gate-Strom, aber die Gate-Kapazität muss bei jedem Schaltvorgang geladen und entladen werden |
| Ladungsträger | Sowohl Elektronen als auch Löcher sind beteiligt (bipolar) | Der Strom wird im Kanal von nur einer Ladungsträgerart getragen (unipolar) |
| Steilheit (Transkonduktanz) | Hoch bei gegebenem Strom (gm = IC / VT, etwa 38 mS bei 1 mA) | Niedriger bei gleichem Strom (gm = 2 ID / (VGS - Vth)) |
| Schaltgeschwindigkeit | Durch Minoritätsträger-Speicherung gebremst, wenn der Transistor in die Sättigung gefahren wird | Schnell, da es keine Minoritätsträger-Speicherung gibt |
| Durchlasszustand | Feste Sättigungsspannung VCE(sat) von etwa 0,1 bis 0,3 V | Verhält sich wie ein Widerstand RDS(on); die Verlustleistung ist I² mal R |
| Temperaturverhalten | Der Strom steigt mit der Temperatur, was zu thermischem Durchgehen führen kann und das Parallelschalten erschwert | Der Durchlasswiderstand steigt mit der Temperatur, der Strom verteilt sich daher und Parallelschalten ist einfach |
| Rauschen | Geringeres niederfrequentes (1/f-)Rauschen | Höheres 1/f-Rauschen |
| Integration | Größer und benötigt Ruhestrom; eingesetzt in Analog-, HF- und Hochgeschwindigkeitsschaltungen (SiGe-HBT, BiCMOS) | Klein, in CMOS nahezu null statische Leistung; Grundlage von Mikroprozessoren und Speichern |
| Typische Einsatzgebiete | Analogverstärker, HF-Schaltungen, Bandgap-Referenzen, einfache diskrete Schalter | Digitallogik, Speicher, Leistungsschalter, die meisten modernen ICs |
Die Zahlenangaben sind typische Größenordnungen und variieren je nach Prozessgeneration und Produkt.