MOS ve Bipolar Transistörlerin Karşılaştırılması: Farklılıklar ve Uygulama Alanları

Transistörler, anahtarlama işlemleri için devrelerde veya amplifikasyon konfigürasyonlarında genel uygulamalar bulur. Günümüzde mevcut olan sayısız transistör kategorisi arasında en benzersiz ve yaygın olarak kullanılanlar Metal-Oksit-Yarı İletkendir (MOS)transistörler ve Bipolar Bağlantı Transistörleri (BJT). Ancak bu makalede, bu iki yarı iletken cihazın doğal özelliklerine, özelliklerine, engellerine ve temel kullanımlarına göre bir karşılaştırmasını sağlamayı amaçlıyoruz.

Temel Farklılıklar: Mülkiyet Mekanizması

İki cihazın çalışması, en dikkate değer ayrımın bulunduğu bir alandır. Bu cihazların her ikisi için de, MOS ve bipolar transistörler bazen anahtarlar ve amplifikatörler olarak işlev görür, ancak bunu yapma şekli oldukça farklıdır. Anahtarlama, kanal voltajı tarafından ortaya çıkan elektrik alanları tarafından kanalın iletkenliğini değiştirerek bir MOS transistörü tarafından ilerler. Bu, cihaz boşta veya kapalı durumdayken minimum güç kaybıyla orta voltajda hızlı açma ve kapamayı açıklar.

Performans Metrikleri: Hız, Güç Tüketimi ve Gürültü

Hız:

Tek başına hız, MOS transistörleri bipolar transistörlerle karşılaştırıldığında, birincisinin oldukça uygun olacağı ve bu nedenle kullanıldığında yüksek frekanslı uygulamalarda ve dijital mantık devrelerinde olacağı ihtimali devam etmektedir. MOS cihazlarını kısa bir süre içinde açıp kapatabilme özelliği, cihazların efektlerin veya gürültünün olduğu durumlarda karmaşık sinyalleri işleme işlemlerini gerçekleştirmesine olanak tanır.

Güç Tüketimi:

Nitekim ve güç tasarrufu yönleri ile ilgili olarak, çoğu durumda, bu durumda, MO'ların bipolar muadilleri maviye göre bir üstünlüğü vardır, CMOS bipolar ise çoğu zaman neredeyse sıfıra yakın bir bekleme statik gücü ile yapılır. Bu, taşınabilir cihazlar veya pille çalışan cihazlar ve yüksek güce ihtiyaç duymayan tasarımlar yapma projeleri için oldukça faydalıdır.

Gürültü:

Bipolar transistörlerin, özellikle sinyal-gürültü oranının büyük ölçüde kötüye kullanılması nedeniyle analog devrelerde genellikle istenen düşük frekanslı çalışmada, MOS cihazlarına kıyasla daha az gürültülü olduğu gözlemlenmiştir. Bununla birlikte, bu bağlamda, MOS cihazlarının iyileştirilmesi, graf gürültü seviyesini azaltmış ve boşluğu küçültmüştür.

Bu nedenle, MOS veya bipolar transistörlerin kullanımının çoğunlukla görevin gereksinimlerine bağlı olacağı görülmektedir. Yüksek frekans, kaliteli ve düşük güç tüketimli dijital senteze ihtiyaç duyulduğunda, yine de MOS transistörleri bunun için uygundur. Yine de, yüksek doğrusallık ve düşük gürültünün bir zorunluluk olduğu ceza sistemlerinde, bipolar öngörücüler yeterli değildir.