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A Field Effect Transistor (FET) é um dispositivo semicondutor com três terminais. Seu funcionamento é baseado em uma tensão de entrada controlada. Pela aparência os transístores JFET e bipolares são muito semelhantes. No entanto, o BJT é um dispositivo controlado por corrente e o JFET é controlado pela tensão de entrada. Mais comumente dois tipos de FETs estão disponíveis.

• Transistor de efeito de campo de função (JFET)
• Semicondutor de óxido metálico FET (IGFET)

Transistor de efeito de campo de função

O funcionamento do Transistor de efeito de campo de junção depende apenas do fluxo da maioria dos portadores (elétrons ou furos). Basicamente, JFETs consistem de uma barra de silicone tipo N ou P contendo junções PN nas laterais. A seguir estão alguns pontos importantes a lembrar sobre FET –

• Gate – Usando a técnica de difusão ou liga, ambos os lados da barra tipo N são fortemente dopados para criar a junção PN. Essas regiões dopadas são chamadas gate (G).

• Source – É o ponto de entrada para portadores majoritários através do qual eles entram na barra semicondutora.

• Drain – É o ponto de saída para portadores majoritários através do qual eles deixam a barra semicondutora.

• Channel – É a área de material do tipo N através da qual os portadores majoritários passam da fonte para drenar.

Existem dois tipos de JFETs comumente usados no campo de dispositivos semicondutores: JFET de canal N e JFET de canal P.

N-Channel JFET

Tem uma camada fina de material do tipo N formada em substrato do tipo P. A figura seguinte mostra a estrutura cristalina e o símbolo esquemático de um JFET de canal N. Em seguida a porta é formada no topo do canal N com material do tipo P. No final do canal e do portão, os fios condutores são ligados e o substrato não tem ligação.

Quando uma fonte de tensão DC é ligada à fonte e os fios de drenagem de um JFET, a corrente máxima fluirá através do canal. A mesma quantidade de corrente fluirá a partir da fonte e dos terminais de drenagem. A quantidade de fluxo de corrente do canal será determinada pelo valor de VDD e pela resistência interna do canal.

Um valor típico de resistência de drenagem da fonte de um JFET é de algumas centenas de ohms. É claro que mesmo quando a porta está aberta, a condução de corrente total terá lugar no canal. Essencialmente, a quantidade de tensão de polarização aplicada no ID, controla o fluxo de portadores de corrente que passam pelo canal de um JFET. Com uma pequena mudança na tensão de porta, o JFET pode ser controlado em qualquer lugar entre a condução total e o estado de corte.

P-Canal JFETs

Possui uma fina camada de material do tipo P formada em substrato do tipo N. A figura seguinte mostra a estrutura cristalina e o símbolo esquemático de um JFET de canal N. A porta é formada no topo do canal P com material do tipo N. No final do canal e do portão, os fios de chumbo são fixados. O resto dos detalhes de construção são semelhantes aos do canal N JFET.

Normalmente para operação geral, o terminal de porta é tornado positivo em relação ao terminal de origem. O tamanho da camada de esgotamento da junção P-N depende de flutuações nos valores de tensão da porta polarizada inversa. Com uma pequena alteração na tensão de porta, JFET pode ser controlado em qualquer lugar entre a condução completa e o estado de corte.

Características de saída de JFET

As características de saída de JFET são desenhadas entre a corrente de drenagem (ID) e a tensão de fonte de drenagem (VDS) com tensão de fonte de drenagem (VGS) constante, como mostrado na figura seguinte.

A título, a corrente de drenagem (ID) sobe rapidamente com a tensão da fonte de drenagem (VDS), no entanto de repente torna-se constante com uma tensão conhecida como tensão de pinch-off (VP). Acima da tensão pinch-off, a largura do canal torna-se tão estreita que permite que uma corrente de drenagem muito pequena passe por ela. Portanto, a corrente de drenagem (ID) permanece constante acima da tensão de aperto.

Parâmetros do JFET

Os principais parâmetros do JFET são –

• Resistência de drenagem CA (Rd)
• Transcondutância
• Amplificação factor

AC resistência de drenagem (Rd) – É a razão entre a variação da tensão da fonte de drenagem (ΔVDS) e a variação da corrente de drenagem (ΔID) em porta constante…tensão da fonte. Pode ser expressa como,

Rd = (ΔVDS)/(ΔID) em Constant VGS

Transcondutância (gfs) – É a razão entre a variação da corrente de drenagem (ΔID) e a variação da tensão de origem da porta (ΔVGS) em tensão de origem de drenagem constante. Pode ser expressa como,

gfs = (ΔID)/(ΔVGS) na constante VDS

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