為何IC設計是以MOSFET為主流,非BJT

如題,希望能整理過後不要全部貼的謝謝

4 個解答

評分
  • 1 0 年前
    最佳解答

    其基本結構及特性不同

    BJT 為電流控制元件

    FET 為電壓控制元件

    MOSFET 與BJT 最主要的差異是:

    MOSFET 的閘極與源極(或是閘極與汲極)之間幾乎是絕緣狀態(由元件圖可想見),因此當G、S 極之間施加直流偏壓時,閘極電流為零(IG = 0)。相較於BJT,這也是MOSFET 最受稱道的優點!

    MOSFET 導通

    與否並非由閘極電流控制,而是取決於閘極與源極之間的電位差(VGS),因此一般稱MOSFET 為「電壓控制元件」;

    BJT 因為IC 大小由IB 決定,因此稱為「電流控制元件」

    CMOS 在靜止狀態幾乎沒有電流流動,不僅省電,而且由於低消耗功率,發熱量較小,因此可提高IC 中電晶體的密度,製作更大型、速度更快的數位積體電路。雖然高速切換時CMOS 仍需消耗可觀的電流,但是一顆大型的IC(如微處理機)中,同一時間可能只有部分的電路(邏輯閘)作動,因此整體而言CMOS 數位IC 遠比BJT 做成的IC省電

    CMOS IC 的輸出電壓可達到兩個極限值,也就是

    VDD 與0(rail-to-rail)

    互補式金屬-氧化層-半導體(Complementary Metal-Oxide- Semiconductor,CMOS,簡稱互補式金氧半)是一種積體電路製程,可在矽晶圓上製作出PMOS(P-channel MOSFET)和NMOS(N-channel MOSFET)元件,由於PMOS與NMOS在特性上為互補性,因此稱為CMOS。此製程可用來製作微處理器(microprocessor),微控制器(microcontroller),靜態隨機存取記憶體(SRAM)與其他數位邏輯電路。CMOS具有只有在電晶體需要切換啟閉時才需耗能的優點,因此非常省電且發熱少。早期的唯讀記憶體(ROM)主要就是以這種電路制作,由於當時BIOS程序和參數信息都保存在ROM中,以致在很多情况下當人們提到「CMOS」時,實際上指的是BIOS單元,而「設置CMOS」就是意指在設置BIOS。

    BIOS 是用了CMOS 製程.所以大家這樣稱呼它.習以為常了

    雙載子接面電晶體(BJT)

    .少數載子元件,電流驅動型元件,其基極電流必須持續存在才能使BJT維持導通狀態。

    .在基極端輸入電流時,集極端就會有電流產生,集極電流的大小依電晶體的增益而定。

    .兩種操作模式:線性區與飽和區,線性區適用於放大電路,而飽和區則為開關使用。

    .構造上存在一個儲存時間,BJT內部的少數載子儲存時間較長,典型的切換頻率僅可達十幾KHz左右。

    金氧半場效電晶體(MOSFET)

    .多數載子元件,驅動方式為電壓控制,其閘源極尖必須維持存在適當的電壓才能使其維持turn on 狀態。

    .將Vgs降至額定電壓即可將MOSFET降至turn off狀態。

    .turn on與turn off的切換過程中會有閘極電容的充放電電流,其切換時間相當短,約幾十個ns到幾百個ns。

    .導通電阻隨耐壓而增加,具有正溫度係數,適合並聯。

    簡單來說BJT與MOSFET最大差異:

    1.操作模式不同,BJT 為電流控制(容易產生熱),FET 為電壓控制

    2.耗電不同

    3.兩者操作上切換時間差1000~10,000倍

    參考資料: 學校有教
  • 1 0 年前

    BJT轉導增益高很多

    這是他可以存在到現在的原因之一...

  • T_W
    Lv 7
    1 0 年前

    1. 省電

    2. 占晶片空間小

    3. 利於在低電壓下工作

  • 1 0 年前

    講了那麼多....沒重點...

    就BJT和MOS的面積差太多....

    晶圓對於IC的重要...和信義區的土地一樣值錢....

    寸土寸金....用MOS才能有效縮小IC的面積...

    若只是用來做邏輯運算的話...用MOS來做再好不過....

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