Fundamentos e Aplicações do FET

Fundamentos e aplicações do FET

 

     A invenção dos transistores marcou história no mundo da elétrica e eletrônica, com eles foi possível reduzir volumes de componentes e desenvolver aparelhos cada vez mais portáteis proporcionando um avanço na indústria.

     Dentre as classes de transistores estão os de 3 terminais que são dispositivos de feito de campo. Os FET - Field Effect Transistor como são chamados os transistores de efeito de campo, funcionam através de um campo elétrico em sua junção. Ele é bastante utilizado em amplificadores, como chave ou controle de corrente em uma carga.

     O primeiro registro deste componente foi numa patente feita em 1930 por um pesquisador ucraniano chamado Julius Edgar Lilienfeld, sua ideia era controlar a condutividade de um material elétrico por meio de um campo elétrico transversal, porém seu sistema não funcionava na prática e os FETs só surgiriam de fato no início dos anos cinquenta com o domínio de semicondutores e da física moderna.

     O FET é um transistor unipolar pois a condução de corrente acontece por apenas um tipo de portador (lacuna ou elétron), podendo ser canal n ou canal p. Já o nome “efeito de campo” é referente ao mecanismo de controle do componente que é baseado no campo elétrico estabelecido pela tensão aplicada no terminal do controle.

     Os FETs têm como principal característica uma alta impedância de entrada o que permite seu uso como adaptador de impedâncias podendo substituir transformadores em determinadas situações, além disso são usados para amplificar frequências altas com ganho superior ao dos transistores bipolares.

 

Tipos de FETs

     Os transistores de efeito campo são um desenvolvimento posterior aos transistores de junção, e existem basicamente 2 tipos dele:

      - FETs de junção de modo depleção (JFET)

      - FETs de semicondutor de óxido de metal (MOSFET)  

JFET

     . O JFET é um transistor que usa materiais portadores de carga colocados em contato com seu canal para que se possa controlar a passagem de corrente elétrica. Esses materiais podem ser do tipo P (dopado positivamente) ou do tipo N (dopado negativamente), pois eles sempre serão opostos. Com esses materiais colocados em contato direto com o canal, é gerada uma zona de depleção que é influenciada pelas tensões injetadas, fazendo com que elas se abram ou fechem mais, influenciando na resistência do canal.

           

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                    JFET tipo P                                                 JFET tipo N                       

MOSFET

     . O MOSFET é o mais comum transistor de efeito campo em circuitos tanto analógicos quanto digitais. Um MOSFET é composto de um canal de material semicondutor de tipo N ou de tipo P e é chamado respectivamente de NMOS ou PMOS, geralmente o semicondutor escolhido é o silício. Ele é um dispositivo de 4 terminais, Dreno (Drain), Fonte (Source), Porta (Gate), Substrato (Body) sendo que em circuitos discretos, normalmente só tem 3 terminais acessíveis, tendo o substrato ligado à fonte. A dopagem do poço é complementar à dos terminais.