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transistor fet, Notas de estudo de Tecnologia Industrial

transistor fet

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 16/06/2009

gustavo-imai-rossi-7
gustavo-imai-rossi-7 🇧🇷

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Baixe transistor fet e outras Notas de estudo em PDF para Tecnologia Industrial, somente na Docsity! 1. - Introdução . 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. 2. - Transistor JFET (Transistor de efeito de campo de junção - Junction field effect transistor). 2.1.- Características do JFET. O Transistor de Efeito de Campo de Junção – JFET foi o primeiro FET desenvolvido. Há dois tipos: Canal N(condução por elétrons) e Canal P(condução por lacunas). Regiões dos transistores: Canal N Canal P Estrutura e simbologia do JFET Bipolar JFET Emissor (E) Fonte (S - source) Base (B) Porta (G – gate) Coletor (C) Dreno (D - drain) Sua estrutura é composta por uma barra de material semicondutor N (ou P), envolvida no centro com material P (ou N), deixando um canal estreito do primeiro material para controlar a corrente como mostra a Figura 1.0. Figura 1.0 2.2.– Princípios de funcionamento. O princípio de funcionamento do JFET é controlar a corrente iD que circula entre a fonte e o dreno. Isto é feito aplicando-se uma tensão na porta. Com o potencial de porta igual a zero, ou seja, VG = 0 ou VGS = 0, aplicando-se uma tensão entre o dreno e a fonte (VD ou VDS), surge uma corrente iD. Com uma pequena tensão entre dreno e fonte VDS, a região N funciona como uma resistência, com a corrente iD aumentando linearmente com VDS. Mas conforme a tensão VDS aumenta, aparece uma tensão entre a fonte e a região de porta, polarizando reversamente essa junção. Isso faz com que a camada de depleção aumente, estreitando o canal, o que aumenta a resistência na região N, fazendo com que diminua a taxa de crescimento de iD, como se vê na figura 2.0. Figura 2.0 – aumento da camada de depleção e estreitamento do canal. A partir de um certo valor de VDS, ocorre o estrangulamento do canal (estreitamento máximo), fazendo com que a corrente iD permaneça praticamente constante. Essa tensão é chamada de tensão de estrangulamento ou pinch off (VPO) e corresponde a tensão máxima de saturação do JFET. A corrente de dreno para VGS = 0, no seu ponto máximo, é denominada corrente de curto circuito entre dreno e fonte ou drain-source shorted current (IDSS) e corresponde a corrente máxima de dreno que o JFET pode produzir. O gráfico da figura 3.0 apresenta a curva característica de saída de um JFET (iD x VDS) para VGS = 0v, este gráfico é denominado curva de dreno. Figura 5.0 – Aspectos construtivos e simbologias do MOSFET de acumulação. Tomando-se como exemplo o MOSFET canal N, aterrando-se o substrato P e aplicando- se uma tensão positiva a porta, surge um campo elétrico entre o campo e o substrato que atrai para a região próxima a porta uma certa quantidade de elétrons. Se este campo elétrico for suficientemente grande, a quantidade de elétrons atraídos será responsável pela formação de um canal (ou uma ponte) entre os terminais de dreno e fonte. Embora o material próximo a porta seja do tipo P (cujos portadores são lacunas), o campo elétrico faz com que no canal os elétrons tornam-se majoritários, criando uma camada de inversão denominada canal N. Com o aumento de tensão na porta, uma maior quantidade de elétrons é atraída, alargando o canal, diminuindo sua resistência e permitindo que circule uma corrente maior entra o dreno e a fonte. 2.5.– MOSFET de depleção. Neste dispositivo existe uma canal na região abaixo do dióxido de silício com o mesmo tipo de dopagem das regiões de dreno e fonte, sendo que a concentração de dopagens no canal é um pouco menos que nas regiões de dreno e fonte, conforme o esquema na figura 6.0. Figura 6.0 – Aspectos construtivos e simbologias do MOSFET de depleção. Tanto no MOSFET de acumulação como no de depleção pode-se ter ou não disponíveis os terminais do substrato. Tomando-se como exemplo o MOSFET canal N, com VGS = 0 o dispositivo permite a passagem de corrente entre dreno e fonte, visto que já existe um canal formado. Ao aplicar-se uma tensão negativa a porta (VGS < 0), surge um campo elétrico que atrai para a região próxima a porta uma certa quantidade de lacunas. Como a corrente no substrato tipo N é formada por elétrons (portadores majoritários), esta região de lacunas cria uma camada de depleção que aumenta a resistência no canal. Aplicando-se uma tensão positiva a porta (VGS > 0), surge um campo elétrico que atrai para esta região uma certa quantidade de elétrons. O efeito desse fenômeno é semelhante com a dopagem maior nesta região, o que reduz a resistência do canal. 4.0 - Referências bibliográficas. • CATHEY, Jimmie J. Dispositivos e Circuitos Eletrônicos, 1ª ed. São Paulo, Makron Books, 1994. • MALVINO, Albert Paul. Eletrônica Vol. I, 4º ed. São Paulo, Makron Books, 1995. • MARQUES, Angelo Eduardo; CRUZ, Eduardo Cesar Alves; CHOUERI JÚNIOR, Salomão. Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores , 2ª ed. São Paulo, Erica, 1996. Transistor De Efeito De Campo (FET) Gustavo Imai Rossi Avelino Raimundo Junior Adriano Fornasari Francisco dos Santos Princípios de funcionamento do transistor de efeito de campo (FET), disciplina de Dispositivos Eletrônicos, professora Gislene Salim, do segundo período do Curso de Tecnologia em Automação Industrial da Universidade Tecnológica Federal do Paraná UTFPR / Campus Pato Branco – PR. Pato Branco, junho de 2009.
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