UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA ELETRÔNICA 1 - ET74C Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes

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1 UNIVERIAE TECNOLÓICA FEERAL O PARANÁ EPARTAMENTO ACAÊMICO E ELETROTÉCNICA ELETRÔNICA 1 ET74C Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes Aula 20 TRANITOR E EFEITO E CAMPO E JUNÇÃO (JFET) Curitiba, 26 de maio de CONTEÚO A AULA 1. CLAIFICAÇÃO O TRANITORE 2. ETRUTURA CRITALINA 3. FUNCIONAMENT0 1. Tensão de constrição ou estrangulamento 2. Efeito devido à polarização no terminal de porta 4. CURVA CARACTERÍTICA 1. Equação de chokley 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 2 1

2 1Classificação dos Transistores TRANITORE Boylestad cap 5 edra cap 5 BIPOLARE (TJB) Transistor de junção bipolar UNIPOLARE NPN PNP MOFET Transistor de metal óxido semicondutor de efeito de campo JFET Transistor de junção de efeito de campo O mecanismo de controle do dispositivo é baseado na variação do campo elétrico estabelecido pela tensão aplicada no terminal de controle, no caso o terminal de porta (gate). EPLEÇÃO ENRIQUECI MENTO CANAL N CANAL P CANAL N CANAL P CANAL N CANAL P 19 Abr 17 AT11 TJB Introdução 3 2Estrutura cristalina canal N RENO (RAIN) Fracamente dopado PORTA (ATE) Fortemente dopado FONTE (OURCE) 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 4 2

3 ímbolo Estrutura cristalina 25/05/2017 2iferença entre JFET e MOFET Transistor de efeito de campo de junção (Junction Field Effect Transistor ) FET de metal óxido semicondutor (Metal Oxide emiconductor FET ) 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 5 2Características elétricas 1reno (rain) terminal no qual os portadores majoritários saem. A corrente no sentido convencional que entra é designada por I. A tensão entre dreno e fonte é denominada por V e é positiva se o potencial em é mais positivo que. V é também denominada por V. FET CANAL N 2Porta (ate) Em ambos os lados do canal N, (no caso do JFET canal N), são dispostas duas regiões fortemente dopadas por impurezas aceitadoras. Essa área caracteriza a região da Porta (ate). Aplicase uma tensão V = V para polarizar reversamente a junção PN entre as regiões de porta e fonte. 2 1 I 3Fonte (ource) terminal em que a corrente devida aos portadores majoritários penetra no canal. esignada por I (corrente de fonte). 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 6 3 3

4 3Funcionamento Fracamente dopado Fortemente dopado 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 7 3 Formação da camada de depleção Como a região da porta é mais fortemente dopada a camada depleção adentra menos, enquanto que no canal o efeito é o inverso!! 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 8 4

5 3Camada depleção sem polarização 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 9 3Aumento da camada depleção devido a V Polarização reversa V = 0V 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 10 V 5

6 3eometria da camada de depleção devido a V A tensão reversa (V) cria um par de regiões de desprovidas de portadores, formando um canal. Como o canal é mais levemente dopado, as regiões de depleção penetram mais profundamente no canal N do que no material tipo P da porta. 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 11 3 Primeiro da camada depleção devido ao V1 I1 V = 0V V = V1 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 12 V1 V = V1 6

7 3egundo da camada depleção devido ao V2 I2 V = 0V I2 V = V2 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 13 I2 V2 V = V2 3Efeito do aumento de V acima de Vpinchoff (Vp) I V = 0V I I V > VP 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 14 I I V> VP V = VP 7

8 3.1Tensão de constrição ou estrangulamento (pinchoff) Vp A condição de operação do FET em que ainda há circulação da corrente de dreno (I) através do estreito canal que se formou pelo aumento de V quando V=0, define a tensão de constrição ou estrangulamento ou de pinchoff. I drain to source current with the gate shorted 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução Tensão de constrição ou estrangulamento (pinchoff) Vp A tensão Vp é o valor que V atinge quando circula uma corrente de elevada densidade através do canal muito estreito. O termo pinchoff é inadequado, pois sugere que a corrente cai a zero, o que não é verdade. O que de fato acontece é que I se mantém no nível de saturação, definido pelo valor de I através do canal muito estreito, no qual circula uma corrente de elevada densidade. O fato de I não se tornar nula e manterse no nível de saturação, resulta devido ao fenômeno de que se a corrente de drenosource zerar, irá cessar o efeito da formação da camada de depleção resultante da polarização reversa ao longo da junção PN. A medida que a tensão V tende a aumentar, além do nível de Vp, a região de confronto entre as duas regiões de depleção aumenta ao longo da parte inferior do canal, sendo que o nível de I permanece essencialmente o mesmo. V=V 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 16 8

9 3.2Efeito devido polarização direta do terminal de porta e V = V polarizar diretamente a região de porta? i. Irá circular corrente entre o terminal de dreno e porta, porém não é esta a operação desejada, pois pretendese controlar a camada de depleção. ii. Outra questão é que a área pela qual circula a corrente é reduzida, podendo causar aumento excessivo da temperatura e destruição do componente. 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução Efeito devido polarização reversa do terminal de porta e V = V polarizar reversamente a região de porta? 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 18 9

10 3.2Efeito devido ao aumento da polarização reversa do terminal de porta e V = V polarizar reversamente a região de porta? V VP corte I=0 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 19 1ª) V >0 e V (V)=0 4Curva característica de saída Resumo das condições de operação Família de curva característica de saída I = f(v)@v 2ª) V = V >= VP: Corte 3ª) VP V 0 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 20 10

11 4Curva característica de saída Família de curva característica de saída: I = f(v)@v 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 21 4Curva de transferência I I Variável de saída Constantes datasheet V 1 VP 2 Variável de controle Família de curva característica de saída: I = f(v)@v Curva de Transferência 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 22 11

12 Exercício 11 Boylestad p.175 I I V 1 VP 2 2ª) V = V >= VP: Corte a) I= 9mA b) I= 1,653mA c) I= 0 d) I= 0 26 Mai 17 AT20 JFET Introdução 23 12