In generale, diversi tipi di file componenti elettrici ed elettronici come i transistor, circuiti integrati , microcontrollori, trasformatori, regolatori, motori, dispositivi di interfacciamento, moduli e componenti di base vengono utilizzati (secondo i requisiti) per progettare diversi progetti elettrici ed elettronici. È essenziale conoscere il funzionamento di ogni componente prima di utilizzarlo praticamente in applicazioni circuitali. È molto impegnativo discutere in dettaglio di tutti i file componenti importanti dell'elettronica in un unico articolo. Quindi, discutiamo in dettaglio del transistor ad effetto di campo a giunzione, delle caratteristiche del JFET e del suo funzionamento. Ma soprattutto dobbiamo sapere cosa sono i transistor ad effetto di campo.
Transistor ad effetto di campo
Nell'elettronica a stato solido, un cambiamento rivoluzionario è stato fatto con l'invenzione del transistor, ed è ottenuto dalle parole transfer resistor. Dal nome stesso, possiamo capire il modo di funzionamento del transistor, cioè il resistore di trasferimento. I transistor sono classificati in diversi tipi come a transistor ad effetto di campo , transistor a giunzione bipolare e così via.
Transistor ad effetto di campo
I transistor ad effetto di campo (FET) sono generalmente definiti transistor unipolari perché queste operazioni FET sono coinvolte con il tipo a portante singola. I transistor ad effetto di campo sono classificati in diversi tipi come MOSFET, JFET, DGMOSFET, FREDFET, HIGFET, QFET e così via. Tuttavia, solo i MOSFET (transistor a effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo) e i JFET (transistor a effetto di campo a giunzione) vengono generalmente utilizzati nella maggior parte delle applicazioni. Quindi, prima di discutere in dettaglio del transistor ad effetto di campo a giunzione, dobbiamo principalmente sapere cos'è JFET.
Transistor a effetto di campo a giunzione
Transistor a effetto di campo a giunzione
Come abbiamo discusso in precedenza, il transistor ad effetto di campo a giunzione è un tipo di FET che viene utilizzato come interruttore che può essere controllato elettricamente. Attraverso il canale attivo, l'energia elettrica fluirà tra il terminale di sorgente e il terminale di drenaggio. Se il terminale di gate viene alimentato con una tensione di polarizzazione inversa, il flusso di corrente verrà completamente interrotto e il canale verrà sottoposto a tensione. Il transistor ad effetto di campo a giunzione è generalmente classificato in due tipi in base alle loro polarità e sono:
- Transistor ad effetto di campo a giunzione a canale N.
- Transistor ad effetto di campo a giunzione a canale P.
Transistor a effetto di campo a giunzione a canale N.
JFET canale N
Il JFET in cui gli elettroni sono principalmente composti come portatori di carica è definito JFET a canale N. Quindi, se il transistor è acceso, possiamo dire che il flusso di corrente è principalmente dovuto al movimento degli elettroni .
Transistor a effetto di campo a giunzione a canale P.
JFET canale P.
Il JFET in cui i fori sono composti principalmente come portatore di carica è definito JFET a canale P. Quindi, se il transistor è acceso, allora possiamo dire che il flusso di corrente è principalmente dovuto ai buchi.
Funzionamento di JFET
Il funzionamento di JFET può essere studiato separatamente sia per il canale N che per il canale P.
Funzionamento a canale N di JFET
Il funzionamento del JFET può essere spiegato discutendo su come attivare il JFET a canale N e come disattivare il JFET a canale N. Per attivare un JFET a canale N, la tensione positiva di VDD deve essere applicata al terminale di pozzo del transistor w.r.t (rispetto al) terminale di sorgente in modo tale che il terminale di pozzo deve essere appropriatamente più positivo del terminale di sorgente. Pertanto, il flusso di corrente è consentito attraverso il canale da drain a source. Se la tensione al terminale di gate, VGG è 0V, ci sarà corrente massima al terminale di drain e si dice che il JFET a canale N sia in condizione ON.
Funzionamento a canale N di JFET
Per disattivare il JFET a canale N, è possibile disattivare la tensione di polarizzazione positiva oppure applicare una tensione negativa al terminale di gate. Pertanto, cambiando la polarità della tensione di gate, la corrente di drain può essere ridotta e quindi si dice che il JFET a canale N sia in condizione OFF.
Funzionamento del canale P di JFET
Per attivare il JFET del canale P, è possibile applicare una tensione negativa attraverso il terminale di pozzo del transistor con il terminale di sorgente in modo tale che il terminale di pozzo deve essere adeguatamente più negativo del terminale di sorgente. Pertanto, il flusso di corrente è consentito attraverso il canale da drenaggio a sorgente. Se la tensione al terminale di gate , VGG è 0 V, quindi ci sarà la massima corrente al terminale di drenaggio e si dice che il JFET del canale P sia in condizione ON.
Funzionamento del canale P di JFET
Per disattivare il JFET del canale P, è possibile disattivare la tensione di polarizzazione negativa o applicare una tensione positiva al terminale di gate. Se il terminale di gate riceve una tensione positiva, le correnti di drain iniziano a ridursi (fino al taglio) e quindi il JFET del canale P si dice che sia in condizione OFF.
Caratteristiche JFET
Le caratteristiche JFET di possono essere studiate sia per il canale N che per il canale P come discusso di seguito:
Caratteristiche JFET canale N.
Le caratteristiche del JFET a canale N o la curva di transconduttanza sono mostrate nella figura sottostante che è rappresentata graficamente tra la corrente di drain e la tensione gate-source. Ci sono più regioni nella curva di transconduttanza e sono regioni ohmica, saturazione, cutoff e breakdown.
Caratteristiche JFET canale N.
Regione ohmica
L'unica regione in cui la curva di transconduttanza mostra una risposta lineare e la corrente di drain è contrastata dalla resistenza del transistor JFET è definita regione ohmica.
Regione di saturazione
Nella regione di saturazione, il transistore ad effetto di campo a giunzione a canale N è in condizione ON e attivo, poiché la corrente massima scorre a causa della tensione gate-source applicata.
Regione di cutoff
In questa regione di interruzione, non ci sarà corrente di drenaggio e quindi il JFET a canale N è in condizione OFF.
Regione di ripartizione
Se la tensione VDD applicata al terminale di drain supera la tensione massima necessaria, il transistor non riesce a resistere alla corrente e quindi la corrente scorre dal terminale di drain al terminale di source. Quindi, il transistor entra nella regione di rottura.
Caratteristiche JFET canale P.
Le caratteristiche del JFET del canale P o la curva di transconduttanza sono mostrate nella figura sottostante che è rappresentata graficamente tra la corrente di drain e la tensione gate-source. Ci sono più regioni nella curva di transconduttanza e sono regioni ohmica, saturazione, cutoff e breakdown.
Caratteristiche JFET canale P.
Regione ohmica
L'unica regione in cui la curva di transconduttanza mostra una risposta lineare e la corrente di drain è contrastata dalla resistenza del transistor JFET è definita regione ohmica.
Regione di saturazione
Nella regione di saturazione, il transistore ad effetto di campo a giunzione a canale N è in condizione ON e attivo, poiché la corrente massima scorre a causa della tensione gate-source applicata.
Regione di cutoff
In questa regione di interruzione, non ci sarà corrente di drenaggio e quindi il JFET a canale N è in condizione OFF.
Regione di ripartizione
Se la tensione VDD applicata al terminale di drain supera la tensione massima necessaria, il transistor non resiste alla corrente e quindi la corrente fluirà dal terminale di drain al terminale di source. Quindi, il transistor entra nella regione di rottura.
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