9 fatos sobre o JFET: Funcionamento, Recursos, Aplicativos, Prós e Contras

• O que é JFET?
• Tipos de JFET
• Características do JFET
• BJT x FET
• JFET x MOSFET
• Aplicações
• Vantagens desvantagens

Neste artigo vamos aprender sobre o transistor de efeito de campo ou FET em detalhes e um de seu tipo importante ou seja, Transistor de Efeito de Campo de Junção (JFET) em detalhes.

Transistor de efeito de campo (FET):

Em um transistor de efeito de campo, apenas um campo elétrico é usado para controlar o fluxo de corrente. FETs são transistores unipolares. O Transistor de efeito de campo (FET) tem três terminais, que são Source, Drain e Gate.

Tipos de transistor de efeito de campo

Existem dois tipos principais de transistor de efeito de campo,

1. Transistor de efeito de campo de junção (JFET)
2. Transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico (MOSFET) ou transistor de efeito de campo de porta isolada ou IGFET).

Características do transistor de efeito de campo

• Unipolar - No Transistor de Efeito de Campo, a condução ocorre por orifício ou elétron.
• Alta impedância de entrada - o transistor de efeito de campo tem alta impedância de entrada, pois a corrente de entrada no FET voou devido apenas à polarização reversa.
• impedância de saída - A impedância de saída do FET é muito pequena.
• Dispositivo controlado por voltageme - O transistor de efeito de campo é chamado de dispositivo controlado por tensão, pois sua tensão de saída é controlada apenas pela tensão de entrada do gate. 
• O ruído é baixo - O ruído do transistor de efeito de campo é menor do que em BJTs como em FET, sem junções presentes no caminho de condução.
• Ganho - A O ganho é caracterizado como trans-condutância no transistor de efeito de campo.

Transistor de efeito de campo de junção

O JFET é um dos tipos mais simples de transistor de efeito de campo que possui três semicondutores terminais.

Diferentemente dos PNP e transistores NPN, os três terminais de um transistor de efeito de campo de junção são,

1. fonte
2. Portão
3. Drenar

Transistor de efeito de campo de junção (JFET) funcionando

O JFET é um dispositivo controlado por tensão, pois é controlado pelo uso de uma tensão de polarização reversa no terminal do gate. O canal é drenado e a corrente elétrica é desligada. Um transistor de efeito de campo de junção normalmente está ligado quando não há tensão entre a porta e o pino da fonte.

O transistor de efeito de campo de junção (JFET) é geralmente de dois tipos, pois é usado no canal do tipo n ou do tipo p conforme o funcionamento. No tipo n, quando a fonte de tensão é conectada à porta é -ve em relação à fonte, a corrente diminui. Correspondentemente, quando um JFET tem um canal do tipo p, se uma tensão positiva é aplicada à porta em relação à fonte, a corrente fica reduzida.

Símbolo do transistor de efeito de campo de junção (JFET):

Operação do Transistor de Efeito de Campo de Junção (JFET):

Com V_GS= 0; tensão aplicada V_DS faz com que uma corrente passe do dreno para os terminais da fonte.

Se uma porta negativa para a tensão da fonte for aplicada, a camada de depleção da junção do canal da porta se alarga e o canal se torna estreito. Assim, a resistência do canal é aumentada e eu_d diminui para um determinado valor de V_DS. Por causa do pequeno valor de V_DS, a camada de depleção é uniforme e o dispositivo atua como uma resistência variável de voltagem. Como valor de V_GS é aumentado na direção negativa, a camada de depleção é alargada até ocupar todo o canal. Este valor de V_GS é chamada de tensão Pinch off (V_P).

Como V_DS aparece ao longo do comprimento do canal, a voltagem sobe ao longo do canal da fonte ao dreno. Como resultado, a camada de depleção torna-se não uniforme. A polarização reversa varia ao longo do comprimento do canal e é mais alta na extremidade do dreno e a camada de depleção é mais larga na extremidade do dreno. Portanto, a resistência do canal varia ao longo do canal e a curva característica torna-se não linear.

Parâmetros JFET:

Transcondutância (g_m)

Enquanto isso, o transistor de efeito de campo de junção é uma tensão controlada fonte de corrente, o ganho é a mudança na corrente de dreno dividida pela mudança na tensão da porta. Isso é chamado de ganho de transcondutância (abreviado como g_m) do JFET

Transcondutância é a razão de mudança na corrente de dreno (δI_D) para alterar a tensão da porta para a fonte (δV_GS) em um dreno constante para a tensão da fonte (V_DS = Constante). Então g_m é fundamentalmente a inclinação da mudança de I_D e em relação à mudança em V_GS com V constante_DS. É dado por,

Este valor é máximo em zero da porta para a tensão da fonte (V_GS = 0). O valor máximo (g_mo) é especificado na folha de dados do Transistor de efeito de campo de junção (JFET). . Geralmente está presente nas unidades de condutância em particular pela unidade Siemens. Para FET, os valores padrão de Transcondutância (g_m) estão na faixa de um a trinta mili siemens.

Resistência de drenagem AC, ( r_d  )

É a resistência entre os terminais de dreno e fonte, quando o transistor de efeito de campo de junção está operando na região Pinch Off. É explicado como a razão de (ΔV_DS), a variação na tensão dreno-fonte para a variação na corrente dreno (ΔI_D) em V constante_GS - a tensão da porta-fonte. Então, pode ser escrito como

Fator de Amplificação (μ)

O fator de amplificação de um transistor de efeito de campo de junção especifica quanto mais controle a tensão da porta (V_GS) tem sobre a tensão de drenagem (V_DS) Por exemplo, se µ de um JFET é 30, significa que V_GS é 30 vezes mais eficaz.

Características I – V e plotagem de saída de um JFET de canal n

As quatro regiões diferentes de operação para um transistor de efeito de campo de junção são explicadas a seguir:

Região Ohmic

Se a tensão do Gate for zero (V_GS = 0) então a camada de depleção é mínima e o transistor de efeito de campo de junção atua como um resistor controlado por tensão.

Região de Corte

Durante a região de corte, V_GS - a tensão do gate é suficiente para fazer com que o transistor de efeito de campo de junção atue como um circuito aberto quando a resistência do canal estiver no máximo. A região de corte é algumas vezes denominada região de pinch-off também.

Saturação ou região ativa 

Durante a região de saturação, o transistor de efeito de campo de junção atua como um bom condutor e é controlado por V_GS- a tensão Gate-Source. Considerando que, durante esse período, o dreno para a tensão da fonte, (V_DS) tem pouca ou pouca influência.

Região de Discriminação 

Na região de decomposição, The V_DS - a tensão entre o dreno e a fonte deve ser suficientemente alta para fazer com que os transistores de efeito de campo de junção atuem como uma passagem resistiva para quebrar e permitir a corrente descontrolada.

Vantagens do JFET:

• Alta impedância de entrada
• Barulho baixo
• Tamanho pequeno
• Resposta de alta frequência

Desvantagens do JFET:

• O transistor de efeito de campo de junção (JFET) tem produto de largura de banda de pequeno ganho
• Tem mais vulnerabilidade a danos durante o manuseio e manutenção.

Aplicações do JFET:

• JFET é usado como um switch
• O transistor de efeito de campo de junção é usado como um amplificador.
• Pode ser usado como buffer
• O transistor de efeito de campo de junção (JFET) é usado em eletrônica digital circuitos devido ao seu tamanho e aplicabilidade.

BJT x FET:

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Soumali Bhattacharya

Olá, sou Soumali Bhattacharya. Fiz mestrado em Eletrônica.
Atualmente estou investido na área de Eletrônica e comunicação.
Meus artigos concentram-se nas principais áreas da eletrônica central em uma abordagem muito simples, mas informativa.
Sou um aprendiz vívido e procuro me manter atualizado com todas as tecnologias mais recentes na área de Eletrônica.

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