Les BJT (transistors à jonction bipolaire) ne sont généralement pas utilisés dans les conceptions VLSI (intégration à très grande échelle), principalement en raison de leur consommation d’énergie plus élevée et de leurs vitesses de commutation inférieures par rapport aux MOSFET (transistors à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur). Les circuits VLSI nécessitent des millions, voire des milliards de transistors intégrés sur une seule puce, et les MOSFET excellent dans ce domaine en raison de leur faible dissipation de puissance par transistor et de leur capacité à fonctionner à des vitesses plus élevées. Les MOSFET consomment peu d’énergie lorsqu’ils ne changent pas d’état, ce qui les rend plus adaptés aux applications exigeant une densité d’intégration élevée et une faible consommation d’énergie, qui sont essentielles dans les conceptions VLSI modernes.
Bien que les MOSFET et les BJT remplissent des fonctions similaires en tant que commutateurs et amplificateurs électroniques, ils diffèrent considérablement par leurs principes de fonctionnement et leurs caractéristiques. Les MOSFET sont généralement préférés aux BJT pour les applications de commutation en raison de leur vitesse de commutation supérieure, de leur faible consommation d’énergie et de leur facilité d’intégration dans les circuits VLSI. En revanche, les BJT fonctionnent comme des dispositifs contrôlés par le courant avec une dissipation de puissance plus élevée et des vitesses de commutation plus lentes, ce qui limite leur adéquation aux circuits numériques à grande vitesse que l’on trouve généralement dans les conceptions VLSI.
Les MOSFET sont préférés aux BJT pour allumer et éteindre les moteurs à courant continu, principalement en raison de leur capacité à gérer efficacement des niveaux de courant élevés et sans perte de puissance significative. Les MOSFET peuvent s’allumer et s’éteindre rapidement, permettant un contrôle précis du fonctionnement du moteur et réduisant la dissipation thermique dans le transistor lui-même. En revanche, les BJT nécessitent plus de courant pour contrôler leur fonctionnement et présentent des chutes de tension plus élevées lors de leur conduction, ce qui entraîne une perte de puissance plus importante et une efficacité réduite lorsqu’ils sont utilisés dans des applications de commande de moteur.
Bien que les MOSFET offrent de nombreux avantages par rapport aux BJT dans de nombreuses applications, ils présentent certains inconvénients par rapport aux BJT. Un inconvénient est que les MOSFET ont généralement une capacité d’entrée plus élevée, ce qui peut affecter les performances haute fréquence et nécessiter des considérations supplémentaires en matière de conception de circuit pour minimiser les pertes de commutation. De plus, les MOSFET peuvent être plus sensibles aux dommages dus aux décharges électrostatiques (ESD) que les BJT. Malgré ces inconvénients, les progrès de la technologie des semi-conducteurs ont continuellement amélioré les performances des MOSFET, ce qui en fait le choix privilégié dans la plupart des circuits et applications électroniques modernes où un rendement élevé, une faible consommation d’énergie et des vitesses de commutation rapides sont cruciaux.
