JFET與MOSFET的差異:比較閘極結構與使用時機

兩者都是場效電晶體,由閘極的電壓控制源極與汲極之間的電流。MOSFET的閘極以氧化膜絕緣。JFET的閘極是逆向偏壓的PN接面,用來夾止通道。因此,JFET為常開型,雜訊非常小;MOSFET的絕緣閘極幾乎沒有電流流過,要整合數十億個也容易得多。

項目JFETMOSFET
閘極結構PN接面。必須保持逆向偏壓金屬閘極以薄氧化膜與通道隔開
初始狀態常開型(空乏型)。以閘極電壓夾止通道來截止電流多為常關型(增強型)。也有空乏型
閘極電流微小的逆向漏電流。順向偏壓時急遽增加穩態下幾乎為0。因為有絕緣膜
輸入阻抗高非常高
雜訊低雜訊。尤其在低頻低頻(1/f)雜訊較大
抗靜電能力較強。因為沒有易損壞的薄閘極氧化膜弱。靜電放電可能破壞閘極氧化膜
整合幾乎不用於大規模整合CMOS的基礎。一顆晶片可有數十億個
主要用途低雜訊前置放大器、運算放大器的輸入級、音訊或RF的前端、類比開關數位邏輯、記憶體、功率切換、現代大部分IC

數值為具代表性的大致參考值,會因世代或產品而異。

適用於什麼情況

JFET
在麥克風或感測器的前置放大器等類比前端,低雜訊與高輸入阻抗很重要時。
MOSFET
其他幾乎所有情況。數位電路、功率切換,以及所有需要大規模整合的場合。

常見問題

為什麼JFET是常開型?

因為即使沒有閘極電壓,通道也存在,由逆向偏壓的閘極接面夾止而關閉。這是空乏型的動作。

JFET與MOSFET哪一個雜訊較低?

JFET。尤其在低頻時雜訊低,因此用於低雜訊前置放大器的輸入級。

為什麼MOSFET怕靜電?

因為薄閘極氧化膜可能被靜電放電破壞。JFET沒有會被破壞的閘極氧化膜。

為什麼IC使用MOSFET而不是JFET?

因為絕緣閘極幾乎沒有電流流過,也容易微縮,且容易製作互補型(CMOS)組合,所以能在一顆晶片上放入數十億個。

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