Descubre las diferencias entre los transistores BJT y MOSFET: funcionamiento, polarización, ganancia de corriente y consumo de potencia.
Diferencias entre un BJT y un MOSFET
Los transistores son componentes esenciales en el mundo de la electrónica y la tecnología, con una gran variedad de tipos y aplicaciones. Entre los más utilizados encontramos los Transistores Bipolares de Unión (BJT, por sus siglas en inglés) y los Transistores de Efecto de Campo de Óxido Metálico-Semiconductor (MOSFET). Aunque ambos son utilizados en la amplificación y conmutación de señales, poseen características y comportamientos muy diferentes.
1. Funcionamiento
BJT: Este tipo de transistor se caracteriza por tener tres capas semiconductores de tipo N y P alternadas, generando dos uniones P-N. Existen dos tipos: NPN y PNP. En estos dispositivos, la corriente es controlada por la corriente. Es decir, una pequeña corriente aplicada a la base del BJT controla una corriente mucho mayor entre el emisor y el colector.
MOSFET: Este transistor funciona gracias a un campo eléctrico generado por una tensión aplicada al terminal de compuerta, o gate, lo cual modula la conductividad del canal entre el drenador y la fuente. Por tanto, son controlados por voltaje, no por corriente. Los MOSFET pueden ser de tipo N (NMOS) o de tipo P (PMOS).
2. Polarización
BJT: Requiere una polarización directa de la unión base-emisor para su funcionamiento, y una polarización inversa de la unión base-colector.
MOSFET: Los MOSFET de enriquecimiento o mejoramiento (enhancement mode) necesitan una tensión positiva para un tipo N (y negativa para un tipo P) en el terminal de compuerta para conducir. Los MOSFET de empobrecimiento o agotamiento (depletion mode), por el contrario, conducen a tensión cero y deben aplicarse tensiones opuestas para bloquear la conducción.
3. Características de funcionamiento
- BJT: Los BJT tienen una característica de transferencia exponencial, lo que significa que una pequeña variación en la corriente de base puede provocar una gran variación en la corriente de colector. Además, la corriente de colector es aproximadamente igual a la corriente de emisor.
- MOSFET: Los MOSFET tienen una característica de transferencia cuadrática, es decir, la corriente de drenador es proporcional al cuadrado de la tensión de compuerta a fuente. Además, en el estado activo, la corriente de drenador es prácticamente igual a la corriente de fuente.
4. Ganancia de corriente
- BJT: En los transistores BJT, la ganancia de corriente (o ganancia de corriente de colector) es una importante característica, la cual se denomina hfe o β. Este parámetro indica cuántas veces la corriente de base se amplifica para producir la corriente de colector.
- MOSFET: Los MOSFET, al ser controlados por voltaje, no tienen un parámetro de ganancia de corriente. En lugar de ello, poseen un parámetro llamado transconductancia, que es la relación entre la variación de la corriente de drenaje (Id) y la variación de la tensión de compuerta-fuente (Vgs) para una tensión de drenaje-fuente (Vds) constante.
5. Consumo de potencia
BJT: Los BJT consumen más potencia en comparación con los MOSFET debido a la corriente continua de base necesaria para mantenerlos en la región activa.
MOSFET: Los MOSFET tienen una alta resistencia de entrada, lo que significa que prácticamente no fluye corriente en el terminal de compuerta, resultando en un menor consumo de potencia en comparación con los BJT.
Conclusión
Los BJT y los MOSFET son dos tipos de transistores ampliamente utilizados en la industria de la electrónica, cada uno con sus propias características y ventajas. Los BJT, siendo controlados por corriente, son generalmente utilizados en aplicaciones de amplificación de baja frecuencia y en aquellas que requieren un tamaño de dispositivo pequeño. Por otro lado, los MOSFET, controlados por voltaje, son frecuentemente empleados en aplicaciones de conmutación y amplificación de alta frecuencia, gracias a su alto rendimiento, su baja disipación de potencia y su inmunidad a la mayoría de las formas de ruido eléctrico.
La elección entre uno u otro dependerá del tipo de circuito y la aplicación específica. Aunque existen diferencias significativas entre los dos, es importante recordar que tanto los BJT como los MOSFET tienen un papel esencial en el diseño y la construcción de la tecnología electrónica moderna.
