Confrontando JFET, MOSFET e HFET

Un transistor è un dispositivo che controlla la corrente che scorre nel canale di un’applicazione di segnale elettrico a bassa potenza. Sono classificati in due modi:

1. Transistor bipolari a giunzione (BJT). Un dispositivo controllato dalla corrente poiché una piccola quantità di corrente viene utilizzata per controllare il suo flusso in un canale.

2. Transistor ad effetto di campo (FET). Un dispositivo controllato in tensione perché una piccola tensione viene utilizzata per controllare la corrente che scorre in un canale.

Questo articolo si concentra sui vari tipi di FET e include un grafico di confronto.

Transistor ad effetto di campo a giunzione (JFET)
In un JFET, un sottile strato di materiale semiconduttore resistivo di tipo N o P forma un canale. Tipicamente, viene utilizzato silicio di tipo N o P, che consente alla maggior parte dei portatori di fluire attraverso due connessioni elettriche ohmiche (chiamate “drain” e “source”) formate alle due estremità del canale. Si forma anche un terzo contatto ohmico (il “gate”).

Diagramma che mostra vari strati di JFET

I vari strati di un JFET.

Una tensione applicata al gate controlla la corrente che scorre attraverso il canale. Quando una tensione drain-to-source fa sì che la corrente di scarico fluisca nel canale resistivo, la corrente viene equamente distribuita a tutte le parti.

Tuttavia, a causa della sua natura resistiva, si forma un piccolo gradiente che si riduce in grandezza man mano che il flusso si sposta dallo scarico al terminale sorgente. Ciò si traduce in una giunzione PN con una polarizzazione inversa più grande al terminale di scarico e una polarizzazione inversa più piccola al terminale di origine.

Questo bias forma un livello di esaurimento all’interno del canale. La sua larghezza aumenta con il bias.

I FET sono classificati come:

1. N – channel JFET-impurità droganti che fanno una corrente di flusso negativo sotto forma di elettroni.

2. P – channel JFET-impurità accettore che fanno una corrente di flusso positivo sotto forma di fori.

I JFET a canale N sono preferiti rispetto ai JFET a canale P perché gli elettroni offrono più conduzione rispetto ai fori.

Applicazioni

  • Come amplificatore a basso rumore e ad alta impedenza.
  • Come amplificatore tampone con alta impedenza di ingresso e bassa impedenza di uscita.
  • Come amplificatori RF nella sezione del ricevitore dell’unità di comunicazione (perché un JFET è ideale nelle operazioni di segnale a bassa corrente).
  • Come multiplexer analogici, che possono essere realizzati utilizzando JFET.

Metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET)
Un MOSFET è un dispositivo a tre terminali con un elettrodo gate che è un semiconduttore di ossido di metallo, isolato elettricamente dal canale di trasporto di corrente da un sottile strato di biossido di silicio (chiamato “vetro”).

L’isolamento dell’elettrodo di gate rende la resistenza di ingresso estremamente elevata, nell’ordine di alcuni mega — ohm. Di conseguenza, i MOSFET sono facilmente danneggiati da un elevato accumulo di cariche statiche.