Comparaison des JFET, des MOSFET et des HFET

Un transistor est un dispositif qui contrôle le courant circulant dans le canal d’une application de signal électrique de faible puissance. Ils sont classés de deux manières:

1. Transistors à jonction bipolaire (BJT). Un dispositif contrôlé par le courant puisqu’une petite quantité de courant est utilisée pour contrôler son flux dans un canal.

2. Transistors à effet de champ (FET). Un dispositif contrôlé en tension car une petite tension est utilisée pour contrôler le courant qui circule dans un canal.

Cet article se concentre sur les différents types de FET et comprend un tableau comparatif.

Transistor à effet de champ de jonction (JFET)
Dans un JFET, une fine couche de matériau semi-conducteur résistif de type N ou P forme un canal. Typiquement, on utilise du silicium de type N ou P, ce qui permet à la plupart des porteurs de circuler avec deux connexions électriques ohmiques (appelées « drain » et « source ») formées à chaque extrémité du canal. Un troisième contact ohmique (la « porte ») est également formé.

 Diagramme Montrant Différentes couches de JFET

Les différentes couches d’un JFET.

Une tension appliquée à la grille contrôle le courant circulant dans le canal. Lorsqu’une tension de drain à source fait circuler le courant de drain dans le canal résistif, le courant est également distribué à toutes les parties.

Cependant, en raison de sa nature résistive, il se forme un petit gradient qui diminue d’ampleur lorsque le flux se déplace du drain vers la borne de source. Il en résulte une jonction PN avec une polarisation inverse plus grande au niveau de la borne de drain et une polarisation inverse plus petite au niveau de la borne de source.

Ce biais forme une couche de déplétion dans le canal. Sa largeur augmente avec le biais.

Les FET sont classés comme suit :

1. JFET à canal N – impuretés dopantes qui forment un courant d’écoulement négatif sous forme d’électrons.

2. Impuretés acceptrices de JFET à canal P qui produisent un courant d’écoulement positif sous la forme de trous.

Les JFET à canal N sont préférés aux JFET à canal P car les électrons offrent plus de conduction que les trous.

Applications

  • En tant qu’amplificateur à faible bruit et à haute impédance.
  • Comme amplificateur tampon avec impédance d’entrée élevée et impédance de sortie faible.
  • Comme amplificateurs RF dans la section récepteur de l’unité de communication (car un JFET est idéal pour les opérations de signal à faible courant).
  • Comme multiplexeurs analogiques, qui peuvent être réalisés en utilisant des JFET.

Transistor à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique (MOSFET)
Un MOSFET est un dispositif à trois bornes avec une électrode de grille qui est un semi-conducteur à oxyde métallique, isolé électriquement du canal porteur de courant par une fine couche de dioxyde de silicium (appelée « verre »).

L’isolement de l’électrode de grille rend la résistance d’entrée extrêmement élevée — de l’ordre de quelques méga-ohms. En conséquence, les MOSFET sont facilement endommagés par une forte accumulation de charges statiques.