Característica del transistor de efecto de campo de unión

Hay dos tipos de transistores de efecto de campo de unión.
Canal N JFET
Canal P JFET
Discutamos las características de los transistores de canal n y canal p por separado, uno por uno, para una mejor comprensión.

Característica del Canal N JFET

Sabemos que hay un canal de material semiconductor de tipo n en el canal n JFET. La región de la puerta del canal n del JFET es una región de tipo p altamente dopada. Se aplica un voltaje a través del canal, es decir, entre el terminal de drenaje y el terminal de origen. Primero, trazaremos los valores de la corriente de drenaje a la fuente para los diferentes voltajes de drenaje aplicados a la fuente. En el primer caso, haremos un cortocircuito en el terminal de la puerta con el terminal de la fuente y los pondremos a tierra comúnmente. Ahora aumentaremos lentamente el voltaje del circuito de drenaje VDD desde cero.
Característica del transistor de efecto de campo de uniónCaracterística del transistor de efecto de campo de uniónEl drenaje de la corriente de la fuente o simplemente diciendo que la corriente de drenaje aumenta linealmente ya que el canal tendrá una resistencia. Pero esta resistencia no es perfectamente constante en esa región de la característica. Como el voltaje del canal n es positivo con respecto a la región de cero potencial de la puerta, la unión de la puerta con el canal pn estará en condiciones de polarización inversa. Como resultado, habrá una capa de agotamiento de polarización inversa a lo largo de la unión. La tipicidad de esta capa de agotamiento es que tiene más anchura hacia el terminal de drenaje. Debido a la distribución de voltaje a lo largo del canal, la porción de la unión más cercana al desagüe recibe más tensión potencial. Con el aumento del voltaje de drenaje, la capa de agotamiento hacia el terminal de drenaje se hace más gruesa más rápidamente que la que se encuentra hacia el terminal de origen. La resistencia del canal aumenta a medida que aumenta el ancho de la capa de agotamiento y, por lo tanto, la apertura del canal disminuye. El aumento de la resistencia es más prominente a un potencial de drenaje más alto y, por lo tanto, la curva característica trazada contra la corriente de drenaje y el voltaje de la fuente se alinea gradualmente a lo largo del eje horizontal, es decir, a lo largo del eje del drenaje al voltaje de la fuente.
Característica del transistor de efecto de campo de uniónCaracterística del transistor de efecto de campo de unión
Después de un cierto voltaje de drenaje la capa de agotamiento hacia la terminal de drenaje se toca entre sí. En ese punto la curva se vuelve casi horizontal. A ese voltaje de drenaje las capas de agotamiento no se tocan perfectamente para bloquear el canal, sino que habrá una estrecha abertura entre las capas a través de la cual la corriente de drenaje continúa fluyendo. Si aumentamos más el voltaje de drenaje, la capa de agotamiento tratará de aumentar más su grosor, pero no pueden tocarse de ninguna manera, sino que la capa de agotamiento se acerca más al terminal de la fuente y se cierra, aumentando la longitud efectiva de la estrecha apertura del canal. Este fenómeno se conoce como modulación de canal. Debido a este fenómeno, la resistencia efectiva del canal se incrementa y ese incremento es casi proporcional al incremento del voltaje de drenaje. Como resultado, la corriente de drenaje se vuelve casi constante. La corriente de drenaje para drenar a la curva de voltaje de la fuente obtiene su porción horizontal. El voltaje después del cual la corriente de drenaje se vuelve casi constante se conoce como voltaje de pellizco. La corriente de drenaje en el voltaje de pellizco cuando el terminal de obtención está en potencial de tierra, se denota como IDSS y conocido como Corriente de drenaje de la puerta en cortocircuito. Ahora bien, si seguimos aumentando el voltaje de drenaje después de un cierto valor de drenaje al voltaje de la fuente, las capas de agotamiento se rompen y la corriente de drenaje se eleva repentinamente. Esta región de la característica se llama región de ruptura. La porción de la curva en la que la corriente de drenaje aumenta con el incremento del voltaje de drenaje a la fuente se conoce como región lineal o región óhmica y la porción de la curva en la que la corriente de drenaje permanece casi constante se conoce como corriente constante o región activa.
Característica del transistor de efecto de campo de uniónCaracterística del transistor de efecto de campo de unión
Ahora abriremos el terminal de la puerta desde el terminal de la fuente conectada a tierra y aplicaremos cierto voltaje negativo en el terminal de la puerta. En esta situación la unión entre la región de la puerta y el canal se invierte más rápidamente y por lo tanto la corriente de drenaje para el mismo drenaje a la fuente de voltaje se hace más baja. Toda la curva contra la corriente de drenaje y el drenaje a la tensión de la fuente para la tensión negativa de puerta aplicada, se desplaza por debajo de la curva cero de la tensión de puerta. Si aplicamos más tensión negativa en el terminal de la puerta, la curva se desplazará más hacia abajo, como se muestra en la figura de la característica de un JFET de n canales, a continuación
Característica del transistor de efecto de campo de uniónCaracterística del transistor de efecto de campo de unión

Característica de transferencia del canal N JFET

La característica de transferencia se dibuja entre el voltaje de la puerta y la corriente de drenaje manteniendo el drenaje al voltaje de la fuente en el voltaje de pellizco. Cuando la compuerta está en potencial cero, la máxima corriente de drenaje que fluye a través del transistor es la corriente de drenaje de la compuerta en cortocircuito (IDSS). Ahora, a medida que el potencial negativo de la puerta aumenta, la correspondiente corriente de drenaje disminuye. Después de un cierto voltaje negativo de la puerta, la corriente de drenaje se convierte en cero. Este voltaje negativo del terminal de la compuerta al que la corriente de drenaje se convierte en cero para el drenaje aplicado al voltaje de la fuente, igual que el voltaje de corte de la compuerta, se llama voltaje de corte de la compuerta a la fuente VGS(off). Característica del transistor de efecto de campo de uniónCaracterística del transistor de efecto de campo de unión

Característica del Canal P JFET

En el canal p del JFET aplicamos el potencial negativo en la terminal de drenaje. Si ponemos a tierra tanto el terminal de la fuente como el de la puerta y aumentamos el potencial negativo del desagüe desde cero obtendremos la misma curva que en el caso de n canal JFET. Aquí, al principio, la corriente de drenaje que fluye de la fuente al drenaje debido a la deriva de los agujeros en la misma dirección, se incrementa linealmente al aumentar el voltaje negativo del drenaje. Como el potencial negativo del canal está más hacia el terminal de drenaje, el sesgo inverso de la unión más cercana al drenaje es mayor. Esto causa una capa de agotamiento más gruesa hacia el terminal de drenaje. Así que, al igual que en el caso anterior, el pinchazo se produce después de cierto voltaje de drenaje negativo y la curva se vuelve horizontal. Si seguimos aumentando el voltaje de drenaje negativo, después de cierto voltaje de drenaje negativo las capas de agotamiento pasan a través de la ruptura por avalancha y el canal se libera de cualquier otra obstrucción y la corriente de drenaje aumenta repentinamente a un valor más alto. Por lo tanto, la curva tendrá una región lineal al principio, una región activa en el medio y una región de ruptura al final. Ahora bien, si aplicamos voltajes positivos en el terminal de la puerta, el sesgo inverso de la unión se hace más rápido y, como resultado, la curva característica se desplaza hacia abajo como se muestra a continuación. Característica del transistor de efecto de campo de uniónCaracterística del transistor de efecto de campo de unión

Característica de transferencia del canal P JFET

Esto se dibuja entre el voltaje positivo de la puerta y la corriente de drenaje. El patrón será el mismo que en el caso de n canal JFET pero la polaridad del voltaje aplicado y la dirección de la corriente de drenaje difieren. Característica del transistor de efecto de campo de uniónCaracterística del transistor de efecto de campo de unión

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