9 Fatti su JFET: funzionamento, funzionalità, applicazioni, pro e contro

• Cos'è JFET?
• Tipi di JFET
• Caratteristiche di JFET
• BJT contro FET
• JFET contro MOSFET
• Applicazioni
• Vantaggi e svantaggi

In questo articolo impareremo a conoscere il Field Effect Transistor o FET in dettagli e uno del suo tipo importante vale a dire, Junction Field Effect Transistor (JFET) in dettaglio.

Transistor ad effetto di campo (FET):

In un transistor ad effetto di campo, viene utilizzato solo un campo elettrico per controllare il flusso di corrente. I FET sono transistor unipolari. I transistor ad effetto di campo (FET) hanno tre terminali, che sono Source, Drain e Gate.

Tipi di transistor ad effetto di campo

Esistono due tipi principali di transistor ad effetto di campo,

1. Transistor a effetto di campo a giunzione (JFET)
2. Transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido di metallo (MOSFET) o transistor a effetto di campo a gate isolato o IGFET).

Caratteristiche del transistor ad effetto di campo

• unipolare - Nel transistor ad effetto di campo, la conduzione avviene tramite buco o elettrone.
• Alta impedenza di ingresso - il transistor ad effetto di campo ha un'impedenza di ingresso elevata poiché la corrente di ingresso nel FET è passata solo a causa della polarizzazione inversa.
• impedenza di uscita - L'impedenza di uscita del FET è molto piccola.
• Dispositivo controllato in tensionee - Il transistor ad effetto di campo è chiamato dispositivo controllato in tensione poiché la sua tensione di uscita è controllata solo dalla tensione di ingresso del gate. 
• Il rumore è basso - Il rumore del transistor ad effetto di campo è inferiore rispetto ai BJT come ai FET, non sono presenti giunzioni nel percorso di conduzione.
• Guadagno - L' Il guadagno è caratterizzato come trans-conduttanza in transistor ad effetto di campo.

Transistor a effetto di campo a giunzione

JFET è uno dei tipi più semplici di transistor ad effetto di campo che ha tre semiconduttori terminali.

a differenza di PNP e NPN, i tre terminali di un transistor ad effetto di campo di giunzione sono,

1. Fonte
2. cancello
3. drenaggio esterno

Transistor ad effetto di campo di giunzione (JFET) funzionante

JFET è un dispositivo controllato in tensione poiché è controllato mediante l'uso di una tensione di polarizzazione inversa al terminale di gate. Il canale viene drenato e la corrente elettrica viene interrotta. Di solito si dice che un transistor a effetto di campo a giunzione è acceso quando non c'è tensione tra il gate e il pin sorgente.

Il transistor a effetto di campo a giunzione (JFET) è solitamente di due tipi in quanto viene utilizzato il canale di tipo n o di tipo p secondo il funzionamento. Nel tipo n, quando la sorgente di tensione è collegata al gate è -ve rispetto alla sorgente, la corrente diminuisce. In modo corrispondente, quando un JFET ha un canale di tipo p, se viene applicata una tensione positiva al gate rispetto alla sorgente la corrente si riduce.

Simbolo del transistor ad effetto di campo di giunzione (JFET):

Funzionamento del transistor ad effetto di campo di giunzione (JFET):

Con V_GS= 0; tensione applicata V_DS fa passare una corrente dai terminali di drenaggio ai terminali di sorgente.

Se viene applicata una tensione da gate negativa a source, lo strato di esaurimento della giunzione del canale di gate si allarga e il canale si restringe. Pertanto, la resistenza del canale è aumentata e i_d diminuisce per un dato valore di V_DS. A causa del piccolo valore di V_DS, lo strato di esaurimento è uniforme e il dispositivo funge da resistenza variabile di tensione. Come valore di V_GS viene aumentato in direzione negativa, lo strato di esaurimento si allarga fino a occupare l'intero canale. Questo valore di V_GS è chiamata tensione Pinch off (V_P).

Come V_DS appare lungo la lunghezza del canale, la tensione aumenta lungo il canale dalla sorgente allo scarico. Di conseguenza, lo strato di esaurimento diventa non uniforme. La polarizzazione inversa varia lungo la lunghezza del canale ed è massima all'estremità dello scarico e lo strato di svuotamento è più ampio all'estremità dello scarico. Quindi la resistenza del canale varia lungo il canale e la curva caratteristica diventa non lineare.

Parametri JFET:

Transconduttanza (g_m)

Nel frattempo, il transistor ad effetto di campo di giunzione è controllato in tensione sorgente di corrente, il guadagno è la variazione della corrente di drenaggio divisa dalla variazione della tensione di gate. Questo è chiamato guadagno di transconduttanza (abbreviato in g_m) del JFET

Transconduttanza è il rapporto di variazione della corrente di drenaggio (δI_D) per cambiare la tensione da gate a source (δV_GS) con una tensione costante da drain a source (V_DS = Costante). Quindi g_m è fondamentalmente la pendenza del cambiamento di I_D e rispetto al cambiamento in V_GS con V costante_DS. Esso è dato da,

Questo valore è massimo a zero la tensione gate to source (V_GS = 0). Il valore massimo (g_mo) è specificato nella scheda tecnica JFET (Junction Field Effect Transistor). . Di solito è presente nelle unità di conduttanza in particolare dall'unità Siemens. Per FET, i valori standard di Transconduttanza (g_m) sono nella gamma da uno a trenta milli siemens.

Resistenza AC Drain, ( r_d  )

È la resistenza tra i terminali di drenaggio e sorgente, quando il transistor a effetto di campo di giunzione funziona nella regione Pinch Off. È spiegato come il rapporto di (ΔV_DS), la variazione della tensione drain-source alla variazione della corrente di drain (ΔI_D) a V costante_GS - la tensione gate-source. Quindi può essere scritto come

Fattore di amplificazione (μ)

Il fattore di amplificazione di un transistor a effetto di campo di giunzione specifica quanto più controlla la tensione di gate (V_GS) ha oltre la tensione di drain (V_DS). Ad esempio, if µ di un JFET è 30, significa che V_GS è 30 volte più efficace.

Caratteristiche I – V e grafico di output di un JFET a canale n

Le quattro diverse regioni di funzionamento per un transistor a effetto di campo a giunzione sono spiegate come segue:

Regione ohmica

Se la tensione di Gate è zero (V_GS = 0) allora lo strato di esaurimento è minimo e il transistor a effetto di campo a giunzione funziona come un resistore controllato in tensione.

Regione di cut-off

Durante la regione di cut-off, V_GS - la tensione di Gate, è sufficiente a far sì che il transistor a effetto di campo di giunzione agisca come un circuito aperto poiché la resistenza del canale è al massimo. La regione Cut-off è talvolta definita anche come regione pinch-off.

Saturazione o regione attiva 

Durante la regione di saturazione, il transistor a effetto di campo di giunzione funge da buon conduttore ed è controllato da V_GS- la tensione Gate-Source. Considerando che durante quel periodo la tensione drain to source, (V_DS) ha poca o trascurabile influenza.

Regione di ripartizione 

Nella regione di ripartizione, The V_DS - la tensione tra Drain e Source, deve essere sufficientemente alta da far sì che i Junction Field Effect Transistors agiscano come un passaggio resistivo per abbattere e per consentire correnti incontrollate.

Vantaggi di JFET:

• Alta impedenza di ingresso
• Basso rumore
• Taglia piccola
• Risposta in alta frequenza

Svantaggi di JFET:

• Junction Field Effect Transistor (JFET) ha un prodotto con larghezza di banda a guadagno ridotto
• Ha più vulnerabilità ai danni durante la manipolazione e la manutenzione.

Applicazioni di JFET:

• JFET viene utilizzato come interruttore
• Il transistor a effetto di campo a giunzione viene utilizzato come amplificatore.
• Può essere utilizzato come buffer
• Il transistor ad effetto di campo di giunzione (JFET) è utilizzato in elettronica digitale circuito a causa delle sue dimensioni e applicabilità.

BJT contro FET:

Per saperne di più l'industria elettronica clicca qui

Soumali Bhattacharya

Ciao, sono Soumali Bhattacharya. Ho fatto il Master in Elettronica.
Attualmente sono investito nel campo dell'elettronica e della comunicazione.
I miei articoli si concentrano sulle principali aree dell'elettronica di base in un approccio molto semplice ma informativo.
Sono uno studente brillante e cerco di mantenermi aggiornato con tutte le ultime tecnologie nel campo dei domini dell'elettronica.

Colleghiamoci tramite LinkedIn –