Perbedaan BJT dan MOSFET adalah materi yang menarik untuk dipelajari sebelum kalian menentukan yang mana yang lebih baik.
Transistor adalah salah satu jenis semikonduktor. BJT dan MOSFET adalah perangkat semikonduktor elektronik yang memberikan perubahan besar pada sinyal listrik keluaran dengan variasi kecil pada sinyal input.
Transistor ini dapat dimanfaatkan sebagai saklar atau sebagai amplifier (penguat) karena karakteristik ini. Transistor pertama diperkenalkan pada tahun 1950, dan dianggap sebagai salah satu temuan paling penting pada abad dua puluh.
Teknologi ini berkembang dengan cepat, dan beberapa jenis transistor sudah diperkenalkan. BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah jenis transistor asli, dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field) adalah jenis transistor setelahnya.
Pada kali ini kita akan belajar tentang perbedaan BJT dan MOSFET secara mendasar untuk pemahaman yang lebih baik.
Baik transistor BJT dan MOSFET keduanya efektif sebagai amplifier dan pensaklaran. Meski demikian, mereka memiliki sifat yang jauh berbeda.
Apa itu BJT
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah perangkat semikonduktor yang sebagian besar telah menggantikan tabung vakum. Perangkat ini adalah perangkat yang dikontrol arus, berarti keluaran kolektor (collector) dan emitor (emitter) adalah sebuah fungsi dari arus basis (base).
Sebuah mode operasi transistor BJT pada dasarnya dipengaruhi arus pada base. Emitor (E), kolektor (C), dan basis (B) adalah tiga terminal pada transistor BJT.
BJT sebenarnya adalah bagian silikon tiga daerah. P dan N adalah dua persimpangan jalan yang mana tiap daerah memiliki nama berbeda.
Transistor NPN dan transistor PNP adalah dua jenis BJT.
Pembawa muatan (charge carrier) pada kedua jenis memiliki perbedaan; NPN memiliki lubang sebagai prinsip pembawanya, sedangkan PNP memuat elektron.
Prinsip kerja pada dua jenis transistor BJT, PNP dan NPN, cukup identik; perbedaannya hanya pada bias dan polaritas catu daya.
Banyak orang memilih BJT untuk aplikasi arus lemah, seperti pensaklaran, karena mereka jauh lebih murah.
Bagaimana Cara Kerja BJT
Ide dari fungsi BJT adalah mengatur aliran arus melalui terminal kolektor menggunakan tegangan antara dua terminal, seperti basis dan emitor.
Konfigurasi common emitter, contohnya, dapat dilihat pada diagram di bawah.
Arus yang memasuki terminal basis dipengaruhi oleh perubahan tegangan, dan arus ini, secara bergantian, mempengaruhi arus keluaran yang disebut.
Hal ini menunjukkan bahwa arus input meregulasi aliran arus keluaran.
Hasilnya, transistor ini adalah rangkaian terkendali arus.
Apa itu MOSFET
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) atau transistor MOS merupakan perangkat terkendali tegangan. Tidak ada arus basis pada transistor ini, tidak seperti BJT.
Tegangan pada Gate, di sisi lain, menghasilkan sebuah medan. Hal ini membuat arus untuk mengalir dari source ke drain. Tegangan pada gate dapat choke off atau membuka aliran arus.
Tegangan pada elektroda gate oksida terisolasi dapat memberikan ruangan untuk konduksi antara dua kontak “source” dan “drain” dalam transistor ini.
MOSFET memiliki kelebihan yaitu lebih efisien dalam mengatur daya.
MOSFET sebagian besar menggantikan penggunaan BJT yang sempat dominan, terutama untuk transistor pada rangkaian digital dan analog.
Transistor ini hadir dengan empat jenis:
- P-channel
- N-channel
- Enhancement mode (mode peningkatan)
- Depletion mode (mode penipisan)
Untuk MOSFET N-channel, sama seperti MOSFET P-channel, terminal source dan drain dibuat dari semikonduktor tipe N. sebuah oksida metal digunakan untuk memisahkan terminal gate dari terminal source dan drain.
Isolasi ini adalah poin lebih dalam transistor ini karena menghasilkan konsumsi daya yang rendah. Hasilnya, channel p dan n MOSFET digunakan sebagai penyusun rangkaian digital CMOS untuk mengurangi konsumsi daya.
Enhancement mode dan depletion mode pada MOSFET adalah dua jenis MOSFET yang ada.
Depletion mode: channel menunjukkan konduktansi maksimum ketika tegangan pada terminal gate (G) rendah. Konduktivitas channel berkurang ketika tegangan pada terminal G positif atau negatif.
Enhancement mode: perangkat tidak konduksi ketika tegangan pada terminal G rendah. Konduktivitas perangkat ini meningkat saat tegangan yang diberikan ke terminal gate semakin tinggi.
Bagaimana Cara Kerja MOSFET
MOS (metal oxide semiconductor), yang mana merupakan komponen penting pada MOSFET, bertanggung jawab untuk operasinya. Lapisan oksida ada di antara terminal source dan drain.
Kita dapat berubah antara tipe-p ke tipe-n dengan memberikan tegangan gate +Ve atau -Ve.
Ketika sebuah tegangan +Ve diberikan ke terminal gate, lubang di bawah lapisan oksida didorong ke bawah melalui substrat dengan gaya repulsif.
Muatan -Ve terhubung dengan penerima atom yang ada di zona depletion.
Perbedaan BJT dan MOSFET yang Umum
Pada tabel di bawah, perbedaan BJT dan MOSFET dapat diamati. Sebagai hasilnya, persamaan antara BJT dan MOSFET dapat diamati lebih jauh.
Jenis
BJT : PNP atau NPN, transistor bipolar
MOSFET : tipe N atau tipe P, transistor unipolar
Terminal
BJT : basis (base), emitor (emitter), kolektor (collector)
MOSFET : gate, source, drain
Kontrol
BJT : terkontrol arus
MOSFET : terkontrol tegangan
Koefisien temperatur
BJT : negatif
MOSFET : positif
Biaya
BJT : lebih murah
MOSFET : lebih mahal
Pelepasan elektrostatik
BJT : tidak menyebabkan masalah apapun
MOSFET : dapat menyebabkan masalah
Penguatan
BJT : penguatan arus rendah
MOSFET : penguatan arus tinggi
Stabilitas
BJT : tidak stabil, penguatan dapat berkurang dengan meningkatkan arus kolektor, penguatan dapat ditingkatkan dengan meningkatkan temperatur.
MOSFET : stabil untuk perubahan arus drain
Resistansi input
BJT : rendah
MOSFET : tinggi
Arus input
BJT : mikroampere hingga milliampere
MOSFET : picoampere
Impedansi input
BJT : rendah
MOSFET : tinggi
Kecepatan pensaklaran
BJT : lebih lambat
MOSFET : lebih cepat
Frekuensi pensaklaran
BJT : rendah
MOSFET : tinggi
Respon frekuensi
BJT : inferior
MOSFET : superior
Drop potensial
BJT : drop VCE sekitar 200 mV ketika saturasi
MOSFET : drop VSD sekitar 20 mV ketika saturasi
Aplikasi
BJT : aplikasi arus rendah
MOSFET : aplikasi arus tinggi
BJT dan MOSFET : Apa saja Perbedaannya?
Di bawah ini adalah perbedaan BJT dan MOSFET yang mendasar.
- Bipolar junction transistor lebih dikenal dengan BJT, sedangkan metal oxide semiconductor field effect transistor lebih dikenal dengan MOSFET.
- Basis, emitor, dan kolektor adalah tiga terminal sebuah BJT, sedangkan source, drain, dan gate adalah tiga terminal pada MOSFET.
- MOSFET digunakan untuk aplikasi daya tinggi, sedangkan BJT digunakan untuk aplikasi arus rendah.
- MOSFET lebih banyak digunakan daripada BJT dalam rangkaian digital dan analog akhir-akhir ini.
- Arus pada terminal basis menentukan operasi pada BJT, sedangkan tegangan pada oxide insulated gate electrode (elektroda gate oksida terisolasi) menentukan operasi pada MOSFET.
- BJT adalah perangkat terkendali arus, sedangkan MOSFET adalah perangkat terkendali tegangan.
- Pada sebagian besar situasi, MOSFET lebih banyak dipilih.
- MOSFET memiliki konstruksi yang lebih rumit dari BJT.
BJT dan MOSFET : Mana yang Lebih Baik?
Baik BJT dan MOSFET memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Bagaimanapun, karena hal ini merupakan hal yang subjektif, kita tidak bisa menentukan mana yang lebih baik antara BJT dan MOSFET.
Bagaimanapun, ada beberapa hal untuk dipertimbangkan sebelum memilih BJT atau MOSFET, seperti jumlah daya, efisiensi, tegangan saklar, harga, kecepatan pensaklaran, dan lainnya.
MOSFET umumnya digunakan dalam catu daya karena operasinya lebih cepat dari BJT karena menggunakan metal oxide. BJT bergantung pada pasangan elektron-lubang pada kasus ini.
Karena MOSFET memiliki kecepatan pensaklaran yang cepat, mereka bekerja dengan daya rendah ketika berhubungan dengan frekuensi tinggi, dan mereka unggul melalui grid oxide controlled field effect daripada kombinasi lubang dan elektron seperti BJT.
Kontrol gate pada MOSFET cukup mudah.
Ada beberapa hal yang mendasari ini.
Rugi-Rugi Konduksi Berkurang
BJT memiliki drop tegangan konstan saat saturasi sebesar 0.7 V, dimana sebuah MOSFET hanya memiliki resistansi ON 0.001 ohm, yang mana memiliki rugi daya yang rendah.
Impedansi Input Lebih Tinggi
Untuk mengoperasikan arus kolektor yang tinggi, BJT memanfaatkan arus base yang rendah. Mereka juga bekerja sebagai penguat arus.
MOSFET adalah adalah perangkat terkontrol tegangan yang hampir tidak memiliki arus gate.
Karena penguatan daya pada BJT adalah menengah hingga rendah, arus base tinggi dibutuhkan untuk menghasilkan arus tinggi, gate bekerja sebagai kapasitor, yang mana adalah suatu kelebihan dalam aplikasi pensaklaran dan arus tinggi.
Ketika dibandingkan dengan BJT, MOSFET hanya membutuhkan seperlima tempat. Operasi pada BJT lebih rumit dari MOSFET.
Hasilnya, FET lebih mudah dibangun dan dimanfaatkan sebagai elemen pasif daripada sebuah penguat.
BJT dan MOSFET : Apakah MOSFET Lebih Baik?
Ada banyak keunggulan dalam menggunakan MOSFET daripada BJT, seperti di bawah.
Karena mayoritas pembawa muatan dalam MOSFET membawa arus, ini membuatnya lebih sensitif dari BJT.
Hasilnya, ketika dibandingkan dengan BJT, perangkat ini aktif cukup cepat. Hasilnya, perangkat ini banyak digunakan sebagai saklar pada SMPS.
Arus kolektor pada MOSFET tidak banyak berubah, dimana arus kolektor pada BJT berubah sesuai fluktuasi temperatur, tegangan basis transmitter, dan penguatan arus.
Bagaimanapun, karena MOSFET sebagian besar merupakan pembawa muatan, perubahan signifikan tidak diamati.
Impedansi input MOSFET cukup tinggi, dalam megaohm, dimana impedansi input BJT dalam kiloohm.
Hasilnya, konstruksi MOSFET lebih ideal untuk rangkaian penguat.
MOSFET memiliki tingkat noise yang lebih rendah dari BJT. dalam kasus ini, noise merupakan gangguan sinyal yang acak. Ketika transistor digunakan untuk meningkatkan sinyal, proses internal pada transistor memicu gangguan ini.
Jika dibandingkan dengan MOSFET, BJT umumnya memberikan jauh lebih banyak sinyal noise.
Sebagai hasilnya, MOSFET lebih bagus untuk pemrosesan sinyal dengan tidak adanya penguatan tegangan.
Jika dibandingkan dengan BJT, MOSFET jauh lebih kecil. Hasilnya, mereka dapat dipasang di tempat yang lebih kecil.
MOSFET dipasang dalam komputer dan chip prosesor untuk alasan ini. Dibandingkan dengan BJT, MOSFET memiliki desain yang sangat sederhana.
BJT dan MOSFET : Koefisien Temperatur
Koefisien temperatur pada MOSFET adalah positif untuk resistansi, membuat operasi paralel MOSFET sangat sederhana.
Ketika MOSFET mengalirkan arus yang dikuatkan, hal itu menyebabkan panas, meningkatkan resistansinya, dan membuat arus dapat mengalir ke perangkat lain dalam paralel.
Karena koefisien temperatur BJT adalah negatif, resistor dibutuhkan untuk seluruh proses paralel.
Karena koefisien temperatur MOSFET adalah positif, breakdown sekunder tidak muncul.
BJT, di sisi lain, memiliki koefisien negatif, sehingga menyebabkan breakdown sekunder.
BJT : Kelebihan dan Kekurangan
Berikut adalah beberapa kelebihan BJT dibandingkan MOSFET.
- Ketika dibandingkan dengan MOSFET, BJT bekerja lebih baik dalam keadaan beban tinggi dan frekuensi lebih tinggi.
- Ketika dibandingkan dengan MOSFET, BJT memiliki ketepatan dan penguatan yang lebih baik pada area yang linear.
- Karena kapasitansi rendah pada pin kontrol, BJT jauh lebih cepat dari MOSFET. Bagaimanapun, MOSFET lebih tahan panas dan dapat digunakan untuk menyamai resistansi yang cukup.
- BJT ideal untuk aplikasi tegangan rendah dan daya rendah.
Berikut adalah kekurangan BJT
- Radiasi berefek padanya.
- Menghasilkan noise lebih tinggi.
- Kurang stabil secara suhu.
- Kontrol basis BJT cukup rumit.
- Frekuensi pensaklaran biasa saja, dan regulasi sulit.
- Jika dibandingkan dengan tegangan dan arus dengan frekuensi bolak balik yang tinggi, waktu pensaklaran BJT cukup singkat.
MOSFET : Kelebihan dan Kekurangan
Berikut adalah beberapa kelebihan MOSFET.
- Ukuran lebih kecil
- Pembuatannya cukup sederhana.
- Dibandingkan dengan JFET, impedansi input besar.
- Cocok untuk operasi kecepatan tinggi.
- Karena konsumsi daya rendah, tiap chip dapat memiliki komponen lebih banyak di luar area.
- Dalam rangkaian digital, MOSFET tipe enhancement digunakan.
- Karena tidak adanya dioda gate, dapat dioperasikan dengan tegangan positif daripada tegangan negatif gate.
- Jika dibandingkan dengan JFET, MOSFET lebih banyak digunakan.
- Resistansi drain MOSFET tinggi karena resistansi channel rendah.
Berikut adalah kekurangan MOSFET.
- MOSFET memiliki umur pendek.
- Untuk pengukuran yang akurat, kalibrasi berkala dibutuhkan,
- Mereka umumnya rentan terhadap tegangan beban berlebih, membutuhkan pengaturan instalasi yang spesifik.
Kesimpulan Perbedaan BJT dan MOSFET
- BJT adalah bipolar junction transistor, sedangkan MOSFET adalah Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor.
- BJT memiliki tiga elemen: emitor, kolektor, dan basis, sedangkan MOSFET memiliki tiga elemen: gate, source, dan drain.
- BJT digunakan dalam aplikasi arus lemah, sedangkan MOSFET digunakan dalam aplikasi daya tinggi.
- MOSFET sekarang dipercaya lebih luas digunakan daripada BJT dalam rangkaian digital dan analog.
- Tegangan pada oxide insulated gate electrode menentukan operasi sebuah MOSFET, dimana arus pada basis menentukan operasi sebuah BJT.
Pada banyak kasus, MOSFET lebih efisien dalam catu daya. Menggunakan BJT dalam perangkat yang ditenagai baterai dengan beban variabel dan catu daya terbatas, contohnya, dapat menjadi pilihan yang buruk.
Jika sebuah BJT digunakan untuk menyalakan apapun dengan arus yang sudah diketahui (seperti LED), hal ini adalah hal bagus karena arus basis-emitor dapat diatur menjadi sebagian arus LED untuk meningkatkan efisiensi.
Jadi, hal ini semua tentang perbedaan BJT dan MOSFET, termasuk apa itu mereka, bagaimana mereka berfungsi, jenis MOSFET, dan apa yang membedakan mereka.
Kami harap kalian memperoleh pemahaman yang lebih baik untuk hal ini setelah membaca seluruhnya.
Lebih jauh, jika kalian memiliki pertanyaan apapun atau ingin lebih jauh memahami topik ini, tinggalkan di kolom komentar.
