Eletrônica II Field Effect Transistors

1. Eletrônica II Transistores de Efeito de Campo

2. Introdução Os transistores bipolares são dispositivos controlados por corrente, isto é, a corrente de coletor é controlada pela corrente de base. No caso do FET (Field-Effect Transistor ou Transistor de Efeito de Campo) a corrente é controlada pela tensão ou pelo campo elétrico. Vantagens do FET em relação ao transistor bipolar: altíssima impedância de entrada além de ser um dispositivo de baixo ruído. [e-mail] 2

3. Aspectos Construtivos do JFET O JFET é um dispositivo unipolar (o que significa apenas um tipo de portador, elétron ou lacuna, é responsável pela corrente controlada). Fisicamente, podem ser encontrados dois tipos de JFET: JFET- Canal N e JFET Canal-P. Simbologia: [e-mail] 3

4. Terminais: Fonte (source) Dreno (drain) Porta (gate): faz o controle da passagem dos elé[e-mail] 4

5. Construção do JFET A figura acima mostra um JFET de canal N. O aspecto construtivo mostrado na figura é utilizado apenas para fins didáticos. Na prática, é extremamente complicado o processo de dopagem nos dois lados do substrato. [e-mail] 5

6. Funcionamento do JFET O objetivo é controlar a corrente iD que circula entre a fonte e o dreno. Isto pode ser feito aplicando-se uma tensão na porta. Com o potencial de porta igual a zero (VG=0 ou VGS=0), aplicando-se uma tensão entre o dreno e a fonte (VD ou VDS), surge uma corrente iD, como indica a figura. [e-mail] 6

7. Funcionamento A dopagem da região da porta é muito maior do que a do canal, desta forma a região de depleção (região de carga espacial) será muito maior do lado do canal. Parâmetros encontrados: IDSS - corrente máxima que o JFET pode produzir, na qual ocorre o estrangulamento do canal quando V GS=0. VPO – tensão máxima de saturação ou de estrangulamento (pinch-off). VP – tensão na qual ocorre o corte do dispositivo. BVDSS – tensão de ruptura do dispositivo para VGS = 0. [e-mail] 7

8. Funcionamento Consideremos inicialmente VDS=0 e apliquemos uma tensão VGS com a polaridade indicada na figura e que polariza reversamente a junção PN. Inicialmente o canal estará todo aberto e entre e dreno e fonte existirá um canal com uma determinada resistência. Como a tensão aplicada na resistência é zero a corrente resultante será zero (ID=0)[e-mail] 8

9. Funcionamento Se a tensão de porta for aumentada, aumenta a polarização reversa o que faz a região de carga espacial avançar mais no canal até fechá-lo totalmente. A tensão de porta que provoca o fechamento total do canal é chamada de tensão de pinçamento (pinch-off em inglês), VPO, sendo uma quantidade negativa no caso de canal N e positiva para o canal [e-mail] 9

10. Funcionamento Agora consideremos VGS=0 e apliquemos uma tensão entre dreno e fonte com a polaridade indicada na figura . O que acontece com a corrente quando VDS varia? Inicialmente com o VDS pequeno o canal praticamente não se altera e dentro de certos limites o dispositivo se comporta como uma resistência. À medida que VDS aumenta, a corrente de dreno aumenta provocando uma queda de tensão ao longo do canal que faz com que o estreitamento não seja [e-mail]