Principio de Funcionamento do FET

Principio de Funcionamento do FET

Os FETs são controlados por variações no campo elétrico através da junção, é possível construir um capacitor no elemento de controle, dessa forma, reduzir ainda mais a corrente de fuga. O oxódo de metal de um MOSFET forma o capacitor na entrada do elemento de controle ( a porta ).

O funcionamento do transistor bipolar baseia-se em dois tipos de cargas: elétrons e lacunas. O funcionamento de um transistor unipolar depende apenas de um tipo de carga, elétrons ou lacunas. O transistor de efeito de campo (FET - field effect transistor ) é um exemplo de um transistor unipolar.

Os transistores bipolares são dispositivos controlados por corrente, isto é, a corrente de coletor é controlada pela corrente de base. Já no transistor FET a corrente é controlada pela tensão ou pelo campo elétrico.

A grande vantagem do FET sobre o transistor bipolar é a sua altíssima impedância de entrada (da ordem de dezenas a centenas de megaohm) além de ser um dispositivo de baixo ruído

Configurações do FET

A exemplo dos transistores bipolares, são três as configurações básicas para os transistores unipolares, como mostra a figura abaixo:

As equivalências são as seguintes:

Fonte comum = emissor comum

Porta comum = base comum

Dreno comum = coletor comum

A configuração dreno comum também é denominada seguidor de fonte. POLARIZAÇÃO CONVENCIONAL: A figura abaixo mostra um FET de canal n polarizado de forma convencional. É importante verificar a polaridade das baterias VGG e VDD .

Quando o FET é de canal n a tensão de dreno é positiva.

O FET também pode ser usado como amplificador de sinal, desde que adequadamente polarizado. A grande vantagem na utilização do mesmo está na sua impedância muito elevada de entrada e sua quase total imunidade a ruídos. O FET possui uma impedância de entrada extremamente alta, da ordem de 100M ou mais. Por ser praticamente imune a ruídos é muito utilizado para estágios de entrada de amplificadores de baixo nível, mais especificamente em estágios de entrada de receptores FM de alta fidelidade.

A figura abaixo mostra um amplificador convencional:

Trata-se de um amplificador com autopolarização, pois possui uma única fonte de alimentação e um resistor RS para se obter a tensão de polarização gate-source.

A presença do resistor RS resulta em uma tensão devido a queda de tensão IDRS, provocando uma queda de tensão em RS. Como a tensão no gate é zero, pois não há corrente DC no gate ou no resistor RG, a tensão entre gate e source é uma tensão negativa, que constitui a tensão de polarização VGS. Assim teremos:

VGS = 0 - IDRS = - IDRS

Aplicações Transistor FET

Os transistores FET (Field Effect Transistor) devido a sua característica de alta impedância de entrada, na faixa dos 100Mohm, são muito utilizados para criação de amplificadores de vários estágios. Além da alta impedância de entrada, os transistores FET possuem baixo nível de ruído, consomem menos e são praticamente imunes a interferências.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO MOSFET

O controle de corrente em MOSFET´s depleção, da mesma forma em que nos dispositivos JFET, é feito pelo controle da largura do canal, através do potencial aplicado à porta do dispositivo. Será analisado inicialmente para o caso de um dispositivo com canal p.

Se a porta for submetido ao mesmo potencial do terminal fonte, há circulação de corrente fonte – dreno. Figura a.

Com aplicação de uma tensão positiva à porta do dispositivo, o canal será estreitado, reduzindo a corrente ID. Figura b. Dessa

Dessa forma, através do controle do potencial aplicado à porta, pode-se controlar a corrente no canal.

Há contudo uma diferença singular entre MOSFETS depleção e JFETs. No caso de dispositivos JFET, a junção pn formada entre canal e substrato não pode ser polarizada diretamente, para evitar o surgimento de uma corrente de fuga excessiva através do terminal porta trazendo como conseqüência uma queda acentuada na impedância de entrada. Em MOSFETs depleção essa situação não ocorre pois o terminal porta é isolado do canal, independentemente da polaridade dos terminais. Dessa forma, em MOSFETs depleção tipo p a aplicação de um potencial negativo à porta provoca um aumento na corrente ID, uma vez que nessa situação a região de depleção no interior do canal é diminuída