If you can't read please download the document

Semicondutores: - Transistores JFETs

Download PPTX Report

Upload
luis-fm-timoteo
View
11.723
Download
11

Embed Size (px)

Citation preview

Semicondutores - FETS

Transistores

JFETsMESFETs

No concordo com o acordo ortogrfico

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

O transistor de efeito de campo (FET) um transistor que usa um campo elctrico para controlar a forma e, consequentemente, a condutividade de um canal de um tipo de transportadores de carga num material semicondutor. TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Os FETs so transistores unipolares, pois envolvem a operao de um nico tipo de transportadores de cargas (electro ou lacuna). O conceito do FET antecede o transistor de juno bipolar (BJT), embora no tenha sido fisicamente implementado aps os BJTs, devido s limitaes dos materiais semicondutores, e relativa facilidade de fabricao de BJTs, em comparao com os FETs, nesse momentoO transistor de efeito de campo foi patenteado pela primeira vez por Julius Edgar Lilienfeld em 1926 e por Oskar Heil em 1934, mas os dispositivos semicondutores prticos (o JFET), s foram desenvolvidos muito mais tarde, depois que o efeito transistor ter sido observado e explicado pela equipa de William Shockley na Bell Labs em 1947. HistorialAs vantagens do FETs em relao ao transistor bipolar: altssima impedncia de entrada, rpida comutao, pequena dimenso, Fonte (S) e Dreno (D) intermutveis para baixa frequncia, alm de ser um dispositivo de baixo rudo.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Alta impedncia de entrada (M): (IG=0Zi=) (Sistemas Lineares de amplificao).Maior estabilidade de temperatura do que os BJTs.Menores que os BJTs.Facilidade de Fabrico.Os BJTs so bipolares conduo de lacunas e electres.Os FETs so unipolares usam somente um tipo de transportadores de corrente.Menor rudo do que os BJTs.Uso mais comum comutador lgico.TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Vantagens dos JFETsFONTE: (Source) fornece os electres livres,DRENO: (Drain) drena os electres,PORTA: (Gate) controla a largura do canal, controlando a corrente entre Fonte e Dreno.0 FET conhecido como transistor unipolar porque a conduo de corrente acontece por apenas um tipo de portador (electro ou lacuna), dependendo do tipo do FET, de canal n ou de canal p. 0 nome efeito de campo decorre do facto do mecanismo de controlo do componente ser baseado no campo elctrico estabelecido pela tenso aplicada no terminal de controlo (Gate/Porta). 0 Transistor JFET recebe este nome porque um transistor FET de Juno.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Source (fonte)Drain(Dreno)Gate (Porta)TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Existem dois tipos de JFETs: Canal tipo n e Canal tipo p, sendo o de canal n o mais utilizado.Tm trs terminais:- Dreno (Drain (D))- Fonte (Source (S))- Porta (Gate (G))O JFET formado por um estreito canal semicondutor tipo P ou N em cujas extremidades so feitos contactos denominados de Dreno(D), de onde as cargas elctricas saem, e Fonte(S), por onde as cargas elctricas entram. O terminal Gate(G) que faz o controlo da passagem das cargas.

a) Canal n

+VDDDSG

IDVG

__-VDDb) Canal P

DSG

IDVG

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Canal-nElectres da Fonte (S) para o Dreno (D)Canal-P

Lacunas do Dreno (D) para a Fonte (S)TransistoresTransistores de efeito de campo JFET PolaridadesAs figuras mostram as polaridades do JFET cana-n e canal-p. Note-se que em cada caso, a tenso entre a Porta(G) e a Fonte(S), tal que a Porta (G) est inversamente polarizada. Esta a forma normal de ligao dos JFETs. Os terminais de Dreno(D) e Fonte (S) so intermutveis, i.e. qualquer uma das extremidades pode ser utilizada como Fonte e a outra extremidade com Dreno.Como o circuito de entrada (G/S) est inversamente polarizada, significa que tem uma alta impedncia de entrada, sendo a corrente IG 0.O Dreno (D) est polarizado de tal forma em relao Fonte (S) que os electres fluem da Fonte para o Dreno. Em todos os JFETS a corrente IS=ID.e-O+

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Estrutura Simtrica. Canal NDrain (D)Source (S)Gate(G)PPCanal nZona de DeplexoContactos hmicosA maior parte da estrutura base de material tipo -n (Canal), entre duas incrustaes embutidas de material tipo-p, formando duas junes p-n.

Em funcionamento normal o dispositivo de Canal n, o Dreno (D) positivo em relao Fonte (S).A corrente flui entrando pelo Dreno (D),(sentido convencional + -) atravessa o canal, e sai pela Fonte (S) (electres fluem da Fonte para o Dreno).A Porta (G) est ligada ao material tipo-p.e-

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresEstrutura simtrica. Canal PDrain (D)Source (S)Gate(G)nnCanal pZona de DeplexoContactos hmicosA maior parte da estrutura base de material tipo -P (Canal), entre duas incrustaes embutidas de material tipo-n, formando duas junes p-n.A corrente flui da Fonte (S) para o Dreno (D). Lacunas so injectadas na Fonte (S), e vo para o Dreno(D) atravs do Canal de material tipo-p.

Transistores de efeito de campo JFET O+

0 JFET de canal p tem as mesmas partes constituintes de um JFET de canal n, porm o seu smbolo apresenta a seta em sentido contrrio, e as correntes e tenses so consideradas invertidas em relao ao JFET de canal n.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores Unijuno de efeito de campo: JFET Estrutura no simtrica (pouco usual). Canal N

Source (S)Gate (G)Drain (D)GateSubstrato -pCanal n

Substrato -p

Source (S)Gate (G)Drain (D)

WlWlZonas de Deplexo

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores Unijuno de efeito de campo: JFET Caractersticas Canal NAlta Impedncia de Entrada: para que seja possvel o controle de corrente do canal n, necessrio que se produza uma polarizao inversa das junes da porta(G), provocando desta forma um aumento na regio de deplexo destas junes e em consequncia disto, um estreitamento do canal; com isto, tem-se baixas correntes de porta (Ig), e consequentemente, alta impedncia.Curvas Caractersticas: o comportamento do JFET pode ser sumarizado pelas suas curvas de Dreno e de Transcondutncia.Outras Caractersticas: Os transistores JFET apresentam menores ganhos em relao aos transistores BJT e em decorrncia disto, tm maior estabilidade trmica; geometricamente, os JFET tem dimenses menores, quando comparados com os transistores BJT.Controlo por Tenso: a corrente entre o dreno (D) e a fonte (S) controlada pela tenso aplicada na porta(G), em contraste com o transistor BJT, cuja corrente de colector controlada pela corrente de base.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Princpio de Funcionamento Canal-nA aco bsica de um JFET pode ser compreendida considerando-se um canal de conduo. Comea-se com Silcio dopado por n, e adiciona-se dois terminais em cada extremidade. O dispositivo agora uma resistncia, cujo valor fornecido pelo nvel de dopagem. Estes dois terminais do JFET so denominados Fonte(S) e Dreno(D).

SO Dreno(D) anlogo ao colector do BJT e, portanto, a corrente dos portadores maioritrios flui a partir da Fonte(S) para o Dreno(D).A Fonte(S), anloga ao emissor do BJT. A fonte, a fonte dos portadores maioritrios. Portanto, num material de tipo n, os portadores so electres, e a Fonte(S) , assim, a fonte de electres. Mais uma vez, em materiais do tipo n, os portadores so electres e a corrente convencional flui na direco oposta.

Adiciona-se uma estrutura de porta (G) (duas), para formar um canal.GAs duas regies da Porta(G) so, na verdade, ligadas para definir um canal para a corrente de portadores. O controlo da corrente do FET (resistncia) atingido mudando-se o tamanho das zonas de deplexo que circundam as portas.As portas so duas regies de um material do tipo p, que esto dispostas para criar um canal para conduo da Fonte (S) para o Dreno(D). As duas regies de porta so, interligadas internamente de modo que o utilizador s v um terminal.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

STransistoresTransistores de efeito de campo JFET Princpio de Funcionamento Canal-n

Como podemos ver, o JFET um dispositivo NPN, j que a Fonte(S) do tipo-n, a Porta (G) do tipo-p, e a Dreno (D) do tipo-n.Ao redor de cada Porta, h uma zona de deplexo, como em qualquer juno PN. A zona de deplexo reduz o tamanho efectivo do canal dopado por n, e, dessa forma, aumenta a resistncia aparente do canal. Modulando-se o Dreno (D), para potencial de porta, o campo elctrico na zona de deplexo entre a porta e o Dreno varia e, consequentemente, o tamanho da zona de deplexo varia.O funcionamento do JFET regida, pela variao do potencial entre a Porta(S) e o Dreno(D), e, dessa forma, modificando o tamanho da zona de deplexo. medida que VDS aumenta, as zonas de deplexo se movem juntas, aumentando a resistncia da Fonte (S)

Zonas de Deplexo

VDS

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Princpio de Funcionamento Canal-nA largura e consequentemente a resistncia deste canal, pode ser controlada alterando a tenso VGS. Quanto maior for a tenso inversa VGS, maiores sero as camadas de deplexo e mais estreito ser o canal condutor. O canal estreito significa uma maior resistncia e, consequentemente a corrente de Fonte/Dreno diminui. O Inverso acontecer se VGS diminuir, sendo este o principio de operao dos JFETs.

VDDGSD

VGSVDSVGGAs duas junes p-n nos lados, formam duas camadas de deplexo. A conduo de corrente de portadores de carga (ou seja, os electres livres, neste caso) atravs do canal entre as duas camadas de deplexo, para o Dreno . Por outras palavras, a magnitude da corrente de Dreno (ID) pode ser alterada por alterao de VGS .e-

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

STransistoresTransistores de efeito de campo JFET Princpio de Funcionamento Canal-n

VDS

Para pequenas tenses de VDS, a resistncia aumenta linearmente com a tenso, e isso descrito como a regio hmica. Acima da tenso de Saturao (VP), o canal saturado, e a resistncia se torna constante. medida que a tenso do Dreno(D) para a Porta(G) aumenta, a zona de deplexo aumenta e, dessa forma, a conduo do canal diminui.A tenso VDS de saturao (VP), pode ser descrita como a tenso, a partir da qual a corrente ID permanecem constante, embora com estreitamento do canal (no completamente), permitindo a partir desse ponto o controlo da corrente ID, atravs da tenso VGS.

IDVP

IDVDSBVVP

RCVDS

BVVBSS - Tenso Ruptura(VP), pode ser descrita como a tenso VDS na qual o dispositivo entra em ruptura deixado de funcionar, ficando em curto.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

VGGVDD

VDD Zona de Deplexo

A Juno Gate-Source (Porta/Fonte) inversamente polarizada.A corrente de Porta (Gate) zero.Os electres fluem da Fonte (S) para o Dreno (D).A corrente IDS flui atravs do canal, e o seu valor determinado pela largura da zona de deplexo e largura do canal. TransistoresTransistores de efeito de campo JFET GateSourceDrainGSD

Polarizao.

IDFuncionamento Canal -nPortaFonteDreno

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Funcionamento Canal -nAssim que VDS alcana o valor de estreitamento - Pinch-off VP, a corrente atinge o seu mximo, permitindo controlo completo da corrente ID, por controlo de VGS de zero at ao mximo.Para VDS VP, h um estreitamento do canal, mas a corrente permanece constante (IDSS).Para VDS BVDSS, o FET entra em ruptura e h um fluxo descontrolado de corrente entre Fonte/Dreno.(Curto).A Tenso VGS deve variar entre 0V e -VP.Polarizao.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

http://www.learnabout-electronics.org/Downloads/Fig3116_new.swfFuncionamento de um JFET (canal N)Transistores

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

JFET polarizado com duas fontes de tenso:VDD.VGG.VDD fornece a voltagem de polarizao entre a Drain (D) e a Source (S) VDS.VDD causa a corrente de Drain, ID fluir da Drain (D) para a Source (S).VGG gera a voltagem de polarizao entre a Gate (G) e a Source (S). Com a polaridade negativa, a Source conectada juno da Gate (G) ficando polarizada inversamente; pelo que a corrente de Gate, IG = 0.VGG vai produzir a zona de Deplexo no canal N, de modo que controla o fluxo de corrente da Drain ID, que flui atravs do canal.TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Canal N Com polarizaoIDSS (Drain-Source Shorted current) corrente mxima que o JFET pode produzir, na qual ocorre o estreitamento do canal quando VGS=0.VP tenso VDS mxima de saturao para um valor de VDS 0V.VPO (pinch-off voltage) tenso VDS mxima de saturao IDSS para VGS=0V.VGS (off) =|VP| tenso VGS na qual ocorre o corte do dispositivo (fecho completo do canal).BVDSS tenso de ruptura do dispositivo para VGS = 0 (Mxima corrente = IDSS).

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

DGSGTransistoresTransistores de efeito de campo JFET A polarizao do JFET diferente do BJT.

IDID

VDD

VGG

Essa polarizao inversa na Gate faz com que aumente a regio de deplexo, diminuindo a largura do canal e dificultando assim a passagem de corrente entre Dreno e Fonte(S). Quanto mais negativa for tenso da Gate, mais apertado o canal, portanto a tenso da Gate controla a corrente.EstrangulamentoO fluxo de electres da Fonte(S) para o Dreno, depende da largura do canal, isto , da polarizao inversa da Porta(G), que causa o aumento das regies de deplexo, diminuindo a largura do canal e dificultando desta forma a passagem da corrente entre o Dreno e a Fonte(S) ( uma regio de ies, formada pela difuso atravs da juno).Num transistor bipolar polarizamos diretamente o diodo base-emissor, porm, em um JFET, sempre polarizamos inversamente o diodo Gate-Source(porta-fonte).

Canal N Com polarizao

ppRegio de deplexo

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

ID=0

DGSG

VGS

Transistores de efeito de campo JFET TransistoresConsideremos inicialmente VDS=0 e apliquemos uma tenso VGS com a polaridade indicada na figurae que polariza inversamente a juno PN. Inicialmente o canal estar todo aberto e entre e Dreno (D) e a Fonte (S), existir um canal com uma determinada resistncia. Como a tenso aplicada na resistncia zero, a corrente resultante ser zero (ID=0). Se a tenso de Porta (G) VGS for aumentada, aumenta a polarizao inversa o que faz com que a regio de Deplexo avane mais no canal at fech-lo totalmente.

Regio de deplexo

IDA tenso de Porta (G) que provoca o fecho total do canal chamada de tenso de estrangulamento (pinch-off em ingls), VGS(Off), sendo uma quantidade negativa no caso de canal N, e positiva para o canal P.Canal n

VDS=0=VPOPolarizao Canal-n : VGS 0 V e VDS= 0

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

VGS = 0VGS < 0VGS = VGS(off)

VGS=0vVDS=0

P+

P+VGS 0vVDS=0

P+

P+VDS=0

P+

P+VGS=-VpTransistoresTransistores de efeito de campo JFET Polarizao Canal-n : Efeitos de VGS com VDS=0 Quanto mais negativa a tenso de VGS, menor a corrente entre a fonte e o dreno.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Transistores de efeito de campo JFET TransistoresID 0

DGSG

VGS=0

IDCanal nVDSAgora consideremos VGS=0 e apliquemos uma tenso entre Dreno (D) e a Fonte(S), com a polaridade indicada na figura . O que acontece com a corrente quando VDS varia?Inicialmente com o VDS pequeno, o canal praticamente no se altera e dentro de certos limites o dispositivo se comporta como uma resistncia linear.

medida que VDS aumenta, a corrente de Dreno ID aumenta, provocando uma queda de tenso ao longo do canal, o que faz com que o estreitamento no seja uniforme.

Regio de deplexo

+1V+1,5V+0,5VppPolarizao Canal-n :VGS = 0 e VDS 0

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Transistores de efeito de campo JFET TransistoresID

DGSG

VGS=0

VDSA corrente de Dreno ID, provoca uma queda de tenso VA, entre o ponto A e a Fonte(S), e uma queda de tenso VB entre o ponto B e a Fonte(S), estando claro que VA>VB..

Estas tenses so aplicadas na juno de forma inversa e no ponto onde a tenso inversa maior, a regio de Deplexo avana mais no canal,isto , o estreitamento maior prximo do Dreno(D).

IDVBO estreitamento mximo quando a tenso de Dreno VDS, for igual em mdulo tenso de estragulamento VP.Se a tenso de Dreno VDS aumentar mais ainda, as regies de carga espacial no se tocam, ao invs disso o estreitamento aumenta ao longo do canal conforme figura, e a corrente de Dreno se mantm aproximadamente constante em IDSS,(corrente de saturao) isto , o dispositivo passa a se comportar como uma fonte de corrente constante.

AVA

Na prtica existe um pequeno aumento em ID quando VDS aumenta alm de VP.Se a tenso de Dreno aumentar mais ainda, eventualmente ser atingida uma tenso que provocar a ruptura da juno, destruindo o dispositivo. Esta tenso designada por BVDSS.Regio de deplexo

= VP= IDSS

Polarizao Canal-n : VGS = 0 V e VDS 0

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

nSG

VDD

ISID

VDSIDSS

VPVoltagem de estreitamentoTransistoresTransistores de efeito de campo JFET Ao aumentar a tenso entre Drain e Source VDS, a corrente ID aumenta, ao mesmo tempo que se estreita a passagem devido ao incremento das unies p-n e a ampliao da regio de deplexo.A passagem estreita-se tenso VDS = VPo tenso para a qual ID deixa de aumentar

O JFET pode ser usado como uma resistncia varivel, onde VGS controla a resistncia Drain-Source (Rd). Quanto mais negativo for VGS maior o aumento da resistncia Rd.Polarizao Canal-n :VP

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Outro Clculo de rd TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Polarizao Canal-n :rd

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

VGS=0v

SGVDS=VpPinch-offTransistoresTransistores de efeito de campo JFET

IDSSVpoNvel de SaturaoVDS=VPOID0VDS

Apesar do estrangulamento, ID 0 A. Os portadores passam atravs da regio de deplexo. Nesta condio, IDSS passa a ser constante (IDS = constante na saturao). Caracterstica de uma fonte de corrente.IDSS a corrente mxima de ID, definida na condio de VGS = 0V e VDS =VP.

ppPolarizao Canal-n :Pinch-off- VGS = 0 V e VDS=VpIDSS (Drain-Source Shorted) current.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

DVGS=0V

SGVDS

DVGS

SGVDS

DVGS

SGVDS

VDS VGSRegio Triodo

P+

VDS = VP

P+

VDS =VPO Saturao

P+

TransistoresTransistores de efeito de campo JFET A partir de um certo valor de VDS ocorre o estrangulamento do canal (estreitamento mximo), fazendo com que a corrente iD permanea praticamente constante. Essa tenso chamada de tenso de estrangulamento ou pinch off (VPO) e corresponde tenso mxima de saturao do JFET com VGS=0.Polarizao Canal-n :Efeitos de VDS na ID para VGS 0

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

VDS (V)ID (mA)

5101515VDS0VVGS=-1V

IDCanal-n: Curvas de Dreno TransistoresTransistores de efeito de campo JFET

ISIDSS

VGS= -VP

-2-4

VGS (V)-5-3-1VP = 5 V

VGS(off)=-VP

VGS= -3 V

VGS= -2 V

VGS= -1 V

VGS= 0 V

VGS=0V

VGS=-2V

VGS=-3V

VGS=-5VAplicando-se VGS 0 V, uma tenso de polarizao inversa, haver um aumento na camada de deplexo, fazendo com que o estrangulamento do canal ocorra para valores menores de VDS e ID.

Curva da transcondutncia

VPOpp

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores de efeito de campo JFET

nnP

DVDS

ISIG=0AVDD

IDVGS=+VGG

VGS (V)

ID diminui (ID < IDSS)Eventualmente ID = 0APara nveis mais altos de VDS o JFET atinge mais cedo a zona de ruptura. ID aumenta sem controlo se VDS > BVDSS. IDSS = 8 mA and VP = +5 V.

+2+40

+5+3+1-VP

VDS (V)VGS= +1 VVGS= +2 VVGS= 0 V

IDSSVGS= -VP

-5-101515

VP = -5 VVGS= +3 V

ID (mA)Canal-p: Curvas de Dreno

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Para cada valor de VGS, obtm-se uma curva caracterstica de Dreno, at que ele atinja a tenso de corte VGS (off)= VP na qual ID praticamente zero.TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Para qualquer FET a tenso de corte VGS(off) igual, em mdulo, tenso de estreitamento do canal VPA corrente atravs da Porta (G) (IG) muito pequena e desprezvel, garantindo uma altssima impedncia de entrada (ZE).Essa resistncia pode ser calculada atravs da tenso mxima (negativa) VGS que causa o corte do JFET (com VDS=0) e da corrente de Porta(G) de corte IGSS (Gate-Source Shorted current).

Exemplo:No JFET BF245, para VGS = 20V, com VDS = 0, tem-se IGSS = 5nA. Calcule ZE. ZE = 20 / 5x10-9 = 4GCanal-n: Curvas de Dreno

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

VDD

nppSGD

IDID

IDSS

VDSID

Regio de comportamento hmico

Estreitamento do canal, aumento da resistncia

Estreitamento do canal.

VPVoltagem de estreitamento, VPAo aumentar a tenso entre Dreno e Fonte VDS, a intensidade ID aumenta, ao mesmo tempo que se estreita a passagem, devido ao incremento de das unies p-n e a ampliao da regio de Deplexo. O canal estreita quando: VDS = VP

Corrente de saturao, IDSS /V PO

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Canal-n: Curvas de Dreno

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

IDVDSVDS=V2

VDS=V1V1

VDS=0

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Inicialmente com VDS=0 a corrente de Dreno ID tambm zero. Com VDS aumentando e inicialmente bem menor do que VP o comportamento de uma resistncia, isto , se a tenso de Dreno dobrar de valor a corrente de dreno tambm dobra de valor. Dizemos que a regio de operao chamada de regio hmica ou saturao (o JFET se comporta como uma resistncia controlada por VGS). Canal-n: Curvas de Dreno

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

IDVDS

VDS=BVDSSBVDSS

VDS=VPOVPO

VDS=VP

VDS=V2

VDS=V1V1

VDS=0

Comportamento resistivo

Comportamento como fonte de correnteTransistoresFuncionamento dos transistores JFET medida que a tenso de Dreno VDS, se aproxima da tenso de estrangulamento (VPO) e o canal se aproxima do estreitamento mximo, a curva comea a inclinar-se (resistncia do Dreno aumenta).A corrente de dreno para VDS=VPO denominada de IDSS, corrente na saturao. Se a tenso de Dreno aumentar alm desse valor a variao da corrente de dreno fica constante em IDSS. Canal-n: Curvas de Dreno

IDss

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

hmicaTransistoresFuncionamento dos transistores JFET Se agora for aplicada uma tenso, de Porta(G) de digamos VGS = -1V, e o procedimento repetido, isto , a tenso de Dreno variada a partir de zero, ser obtida uma curva semelhante anterior porm com um valor de corrente na saturao menor que IDSS. Haver um aumento na camada de deplexo, fazendo com que o estrangulamento do canal ocorra para valores menores de VDS e ID.

Saturao

Corte

VPo

ID (mA)VDS (V)BVDSSIDSS

RupturaVPVGS=0De uma forma geral o valor de VDS que provoca o estrangulamento dado por:

VGS=-1VGS=-2VGS=-3Para cada valor de VGS, obtm-se uma curva caracterstica de dreno, at que ele atinja a tenso de corte = VP, na qual ID praticamente zero.Canal-n: Curvas de Dreno

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Transistores

VGS= -1 V

VGS= -2 V

VGS= 0 V (curto)VGS= -3 V

VGS= -4 V (Pinch-off)

IDSSFuncionamento dos transistores JFET Canal-n: Curvas de Dreno

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

VDS [V]ID [mA]

4 284120

GDS

+ -VDS

+ -VGS

2,5KW10V

VGS = -2V

VGS = -1,5V

VGS = -1V

VGS = -0,5V

VGS = 0V

VGS = 0V> -0,5V> -1V > -1,5V> -2V

Comportamento resistivoComportamento como fonte de corrente

VGS = -2,5V

> -2,5V

Comportamento como circuito abertoTransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n: Curvas de Dreno

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

hmica

Corte

ActivaH uma grande semelhana entre as curvas do JFET e a curva caracterstica de sada do transistor bipolar.. TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

VPO

ID (mA)VDS (V)BVDSSIDSS

RupturaTendo, inclusive, as mesmas regies: corte, saturao, activa e de ruptura.VGS=|VP|VGS=0BVDSS tenso de ruptura do dispositivo para VGS = 0 e IDSS.IDSS - corrente mxima que o JFET pode produzir, na qual ocorre o estreitamento do canal quando VGS=0.VPO tenso VDS mxima de saturao ou de estreitamento (pinch-off) para VGS=0.Na zona hmica, enquanto linear, RDS:Canal-n: Curvas de Dreno VP tenso VDS, para a qual a corrente permanece constante, para valores de VGS 0VP

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

G (P)DS

V1RV2N

V1V2B (P)C (N)E (N)+

-VBE

-VGS+Em ambos os casos, as tenses de entrada (VBE e VGS) determinam as correntes de sada (IC e ID).IB

Na zona de comportamento como fonte de corrente, til relacionar correntes de sada e de entrada (transistor bipolar) ou corrente de sada com tenso de entrada (JFET).

IG 0 A potncia que a fonte V1 tem que debitar, muito mais pequena no caso do JFET (a corrente quase zero, ao estar polarizada inversamente a unio Gate-canal).TransistoresComparao entre BJTs e JFETs

IDIC

Funcionamento dos transistores JFET Canal-n: Curvas de Dreno

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresPara um valor constante de VGS,=0V o JFET age como um dispositivo resistivo linear para pequenas variaes de VDS at atingir a condio de estreitamento (na regio hmica).

Regio hmicaAcima da condio de estreitamento e antes da ruptura por avalanche, a corrente de dreno permanece aproximadamente constante para um valor de VGS, independentemente de VDS.Essa parte do grfico inicia-se com VDS igual a zero e vai at tenso de constrio VP, que a tenso onde a curva de Dreno se torna quase horizontal e onde se separam as duas regies de operao do JFET. Numa anlise grfica do JFET, a regio hmica aquela na qual a curva de Dreno praticamente vertical, sendo ela equivalente regio de Activa do transistor bipolar.

Resistncia especfica para um certo VGS.

Resistncia com VGS = 0 VFuncionamento dos transistores JFET Canal-n: Curvas Caractersticas de Dreno (D).

Regio Saturao

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Regio hmica Quando VGS = 0 a camada de Deplexo do canal, muito pequena e o JFET actua como uma resistncia controlada por voltagem.Zona de Saturao ou Regio Activa O JFET transforma-se numa fonte de corrente constante, com corrente igual a IDSS e controlado pela voltagem Gate-Source ( VGS ), enquanto que a voltagem Drain-Source, ( VDS ) tem pequeno ou nenhum efeito.

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Exemplo:Para um JFET com as seguintes caractersticas:VP=5V ; IDSS=10 mA

Canal-n: Curvas Caractersticas de Dreno (D).

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Regio de Corte -Tambm conhecida como regio pinch-off , onde a voltagem da Gate, VGS suficiente, para fazer o JFET actuar como um circuito aberto, com a mxima resistncia.Regio de Ruptura- A voltagem entre a Drain e a Source, ( VDS ) suficientemente alta para quebrar o canal resistivo dos JFET's e deixar passar uma quantidade incontrolvel de corrente (Curto-circuito).

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET (ID = 0 para VGS |Vpo | ) (VGSoff = -VPCanal-n: Curvas Caractersticas de Dreno (D).

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

No-Saturao (Regio hmica):

Onde , IDSS a corrente de Dreno em curto e , VP a voltagem pinch off.Regio de Saturao (ou Pinchoff)

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Canal-n: Curvas Caractersticas de Dreno (D).A corrente de Dreno ID dada por:

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Funcionamento dos transistores JFET

TransistoresRegio de Ruptura-

Regio de Ruptura1V1V1V1VSe VDG exceder a voltagem de ruptura VBDSS, a corrente de Dreno aumenta rapidamente provocando a ruptura do dixido da GateVB

Canal-n: Curvas Caractersticas de Dreno (D).

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

IDSS

SGDVGS= 0 V

VDS (V)

101515

5VP = 5 V

-VP

VGS= -1 V

VGS= -2 V

VGS= -3 VVGS= -VP

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Esta curva um trecho de parbola que tem como equao:A curva de transferncia ou de transcondutncia mostra como ID varia em funo da tenso VGS aplicada porta (G), conforme mostra a curva.Esta curva obtida para o maior valor de VDS indicado na curva de Dreno.

-2-4

VGS (V)-5-3-1ID (mA)

Canal-n: Curvas de Transferncia.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

A equao que relaciona a corrente de Dreno ID, com a tenso de Porta(G), dada aproximadamente por:onde IDSS a corrente de Dreno na saturao.para VGS=0 e VP a tenso de estrangulamento.Exemplo: Se VGS= -1V qual a corrente de dreno considerando o transistor FET 2N4393?

Canal-n: Curvas de Transferncia.Do datasheet temos:IDSS Max : 30 mAVGS(off) Max: -3V

No esquecer que VGS(off)= |VP|

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Aplicaes da Equao de ShockleyPara VGS = 0 V

Para VGS = Vp

Para VGS de 0 a |Vp|

VGSID0IDSS0.3VpIDSS/20.5VpIDSS/4Vp0 mA

Mtodo SimplificadoCanal-n: Curvas de Transferncia.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET (canal N)Esboce a funo de transferncia definida por:

IDSS = 4 mAVP=3V

VGSID0IDSS0.3VpIDSS/20.5VpIDSS/4Vp0 mA

VGS =0.5VPVGS =0.3VP

IDSSIDSS/2IDSS/4Canal-n: Curvas de Transferncia. - Exerccio

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

VDS= 10vDGS

ID aprox. 0A camada de deplexo aumenta e bloqueia completamente a corrente ID.ID 0VGS=-4v VDS= 10v

A camada de deplexo aumenta um pouco mais.ID ID ID A camada de deplexo aumenta um ID dimiunui.

VGS(V)ID(mA)0-4-3-2-112345678910

TransistoresA Polarizao inversa para funcionamento normal, ou seja, tenso (G) /(S) porta-fonte (VGS) sempre negativa. Dessa forma, quanto mais negativa VGS, maior ser a camada de deplexo e mais estreito ser o canal. Isso diminui o nmero de portadores, fazendo com que a corrente de Dreno (ID) mxima diminua.Funcionamento dos transistores JFETVGS=-2v

VGS=-1v

VGS= 0vA camada de deplexo .Canal-n: Variao da Tenso VGS

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Transistores VDS=7v

DGS VDS=5vGS

VDS=4vD

VGS=0V VDS=1v

VDS

ID(mA)

ID ID ID Aumentando VDS a corrente que atravessa o canal aumenta, mas a regio de deplexo tambmPorque a juno P-N fica ainda mais inversamente polarizada

ID Funcionamento dos transistores JFETCanal-n: Variao da Tenso VDS

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Tal como para os BJTs que devem ser polarizados de acordo com o modo de operao, tambm os JFETs devem ser polarizados para um ponto de funcionamento (ID, VGS, VDS).Na maioria dos casos, o ponto ideal de funcionamento (ponto Q) situar-se- no ponto mdio da curva caracterstica de transferncia, que cerca metade de IDSS.H 3 tipos de configurao da polarizao DC dos JFETs:Polarizao fixa; Autopolarizao;Polarizao por divisor de tenso.Polarizar um JFET determinar o seu ponto quiescente ou de operao (IDQ, VGSQ e VDSQ).A potncia dissipada pelo JFET polarizado dada por: PD = VDSQ . IDQ Ateno na hora de polarizar um JFET:A tenso VDD deve ser menor que BDVSS;A potncia dissipada pelo JFET deve ser menor que PDmx, dada pelo fabricante;A configurao Fonte (Source) comum a mais utilizada para o JFET. Assim os tipos de polarizao estaro baseados nela.Canal-n : - Polarizao fixa DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

+TransistoresFuncionamento dos transistores JFETUsa duas fontes de tenso: VGG, VDDVGG polariza inversamente a juno Gate Source (G-S), logo, no flui corrente atravs de RG (IG = 0).RG utilizado apenas para definir a impedncia de entrada do circuito com sinais AC, no influenciando na polarizao do JFET.Canal-n : - Polarizao Fixa Anlise DC VGS Constante

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Todos os condensadores so substitudos por circuitos abertos.TransistoresFuncionamento dos transistores JFET VGS = - VGGRD=( VDD VDSQ)/IDQ Canal-n : - Polarizao Fixa Anlise DC Circuito Equivalente DC

Como IG=0A, VRG = 0 V, ou seja, RG pode ser substituda por um curto-circuito. VS = 0V VD = VDS VG = VGS VDS = VDD-IDRD

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao Fixa Anlise DC - Soluo GrficaTraar a curva de transferncia

Soluo VGS = - VGG VS = 0V VD = VDS VG = VGS VDS = VDD-IDRD

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Funcionamento dos transistores JFET Anlise DC: Exerccio exemplo

VGSQIDQVDSVDVGVSDeterminar os seguinte valoresSoluo Matemtica

TransistoresCanal-n : - Polarizao Fixa Anlise DC - Exerccio

-2V IDQ

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Funcionamento dos transistores JFET Anlise DC: Exerccio exemplo

VGSQIDQVDS VDVGVSDeterminar os seguinte valoresSoluo GrficaTransistoresCanal-n : - Polarizao Fixa Anlise DC - Exerccio

=-VGG=-2V

=5,625 mA=16V-(5,6mAx2000)=4,75V=VDS=4,75V=VGS=-2V=0VVGG

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Exemplo Determinar:

GSD

Quando ID= 0 mA, VGS=10VQuando VGS= 0V

Funcionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao Fixa Anlise DC - Exerccio

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Transistores

Exemplo Determinar:

GSD

Determinao do Ponto Q

IDQ=6,9mAVGSQ= -0,35V

Funcionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao Fixa Anlise DC - Exerccio (cont.)

=7,23V=7,58V=0,35V

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Funcionamento dos transistores JFET ExemploTransistores

Determine os valores do circuito de polarizao da Gate no ponto Q, sabendo que VGG= -05V, VGSoff (ou VP) = -7V, IDSS=9 mA, VDD =+5V e RD= 500.

Uma vez que IG=0 VGSQ=VGG=-05V VDS = VDD-ID.RD

VGS(V)ID(mA)0-4-3-2-112345678910

-5-6-7-8Canal-n : - Polarizao Fixa Anlise DCVGSQ= - 0,5VQ

+5V 500-05V, 7,76mA1,12V

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Funcionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao Fixa Anlise ACTransistores

Substituindo pelo modelo de pequenos sinais, tem-se:

Impedncia de entrada (Zi): Zi = RG

Impedncia de sada (Zo): Vi=0 Vgs= 0V gmxVgs = 0V(curto)Zo = rd // RD

Ganho de tenso (Av):

Vo = - (rd // RD) xgmxVgs Vgs = ViVo = - (rd // RD) xgmxVi

Obs.: o sinal negativo de Av indica que existe uma inverso de fase de 180o entre Vi e Vo.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Utiliza apenas uma fonte de alimentao, eliminando-se VGG. Isto feito utilizando-se uma resistncia RS em srie com a Fonte(S) do JFET, para gerar uma tenso inversa na juno Porta(G) Fonte(S), atravs de uma realimentao negativa.Se a corrente de dreno ID aumenta, a tenso sobre RS tambm aumenta. Isto faz aumentar a tenso inversa Porta-Fonte (VGS), estreitando o canal, reduzindo novamente a corrente ID.Canal-n : - Autopolarizao Anlise DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Usando somente uma fonte de tenso VDD.Uma vez que IG 0A, VRG= IGRG VRG =0V

Ponto Q para VGS?Canal-n : - Autopolarizao Anlise DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Usando somente uma fonte de tenso VDD.

Existem duas formas de determinar os valores das resistncias de polarizao (RS e RD):pela recta de carga traada sobre as curvas de Dreno;e pela recta de autopolarizao traada sobre a curva de transferncia. mais interessante utilizar a curva de transferncia para definir a polarizao, pois os manuais sempre fornecem pelo menos os parmetros IDSS e VP que a definem.Canal-n : - Autopolarizao Anlise DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Determinao da Recta de Autopolarizao traada sobre a curva de transferncia. Podemos obt-la da malha de entrada.-VGS = RS.ID RG.IGIG praticamente nula devido alta impedncia de entrada, tem-se:

Um ponto da recta de autopolarizao a origem, o outro deve encontrar a curva de transferncia.

VGSQQCanal-n : - Autopolarizao Anlise DCVGS=-ID x RS

Linha de Autopolarizao DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Recta de AutopolarizaoTransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Determinao da Recta de Autopolarizao

maxmaxVP

IDSS

IDSSminVPmin

Q2IDQO ponto quiescente pode estar localizado em qualquer posio entre Q1 e Q2.A variao possvel de IDQ na autopolarizao menor que com VGS constante e este circuito mais estvel.Da equao da reta de autopolarizao, obtm-se:RS = - VGSQ/ IDQDa malha de sada, obtm-se:VDD = RD.IDQ + VDSQ + RS.IDQRD = (VDD- VDSQ + VGSQ) / IDQO valor de VDSQ fixado por RD Canal-n : - Autopolarizao Anlise DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFETExemplo:

1mA

Dada a curva de transferncia do JFET BF245A (PDmx = 300mW), determinar os valores de RS e RD do circuito de autopolarizao para IDQ = 1mA e VDSQ = 15V.1 Ponto: Q2 Ponto: OrigemDo ponto Q da recta de autopolarizao, obtm-se: VGSQ = -1V e IDQ= 1mA.Clculo de RS e RD:RS = -VGSQ / IDQ = -(-1) / 1x10-3 RS = 1KRD = (VDD VDSQ + VGSQ) / IDQ = (25 15 1) /1x10-3 = 9KPotncia dissipada pelo JFET :PD = VDSQ.IDQ = 15. 1x10-3 = 15mW.Canal-n : - Autopolarizao Anlise DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Exemplo:Para isso utilizam-se os valores mnimos de IDSS e VP, fornecidos pelos manuais.Os dois pontos (IDSS, -VP) e a origem, definem a recta de Autopolarizao.Com os parmetros (IDSSmax, -VPmax) e (IDSSmn, -VPmn), calculam-se dois valores para a resistncia RS, sendo um para a parbola mxima e outro para a mnima:RSmax = -VPmax / IDSSmaxRSmn = -VPmn / IDSSmnUm valor intermdio entre RSmn e RSmax garante um ponto quiescente prximo ao da parbola correspondente dos parmetros tpicos do JFET.Para o JFET BF245A, o manual do fabricante fornece os seguintes parmetros:

Clculo de RS:Portanto pode-se usar RS= 1K como no exemplo anterior

Canal-n : - Autopolarizao Anlise DC- Sem curva de Transferncia

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Exemplo Determinar:

Canal-n : - Autopolarizao Anlise DC- Ponto Q Soluo Matemtica

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

IDQ = 2.6mA

ID=IS

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Exemplo Determinar :

Canal-n : - Autopolarizao ExerccioComo anterior:

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Exemplo Determinar: Valores de RD e RS

Canal-n : - Autopolarizao Exerccio

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

ID (mA)VGS (V)4 IDSS-6 VGS(off)TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n : - Autopolarizao ExerccioExemplo Recta de Carga (Load Line)+VDD 9VRD2.2KRS680RG10M

A curva caracterstica a seguinte.Determine o ponto- Q para o seguinte circuito com JFET :2.25-1.5V-2.72 VQID=2.25mAVGS=-1.5V

Para ID=0, VGS=-IDRS=(0)(680)=0VDa curva, IDSS=4mA; ento ID=IDSS=4mA VGS=-IDRS=-(4m)(680)=-2.72V

O ponto Q a Interseco entre a curva de transferncia caracterstica e a recta de carga.

Fazendo VGSQ= -1,5 V

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Funcionamento dos transistores JFET Canal-n : - Autopolarizao Anlise ACTransistores

Presente somente em DC. Em AC, RS colocada em curto por Cs. Substituindo pelo modelo de pequenos sinais, tem-se:

XC1=0

RS curto por CS

XC2=0Impedncia de entrada (Zi): Zi = RG

Impedncia de sada (Zo): Zo = rd // RD

Ganho de tenso (Av):

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Este tipo de polarizao uma mistura dos dois processos anteriores.A tenso VGG em R2 e a tenso em RS, impem VGS na porta do JFET, sendo que VGG deve ser menor que VRS para garantir polarizao inversa entre Porta(G) e a Fonte(S).Como a corrente iG praticamente zero, VGG pode ser calculada por:

Divisor de Tenso A tenso VGS fica definida pela diferena entre a tenso VRS e VGG:VRS VGG-VGS-VGS = RS.ID VGG1 Ponto: para ID = 0 VGS = VGG2 Ponto: para VGS = 0 ID = VGG / RSDeterminao da Recta de Autopolarizao

Canal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Anlise DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Funcionamento dos transistores JFETCanal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Anlise DCTransistores

VGS = VG VS

VGG = (VDD. R2)/(R1+R2)VS = IDx RSDeterminao da Recta de AutopolarizaoVGG

VGG

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

VRS VGG-VGSDeterminao da Recta de AutopolarizaoVerifica-se que a recta deslocada de zero para VGG na abscissa (eixo horizontal), diminuindo sua inclinao.VDSEm relao aos processos de polarizao anteriores, este processo tem uma variao ainda menor de IDQ.

IDQMalha de entrada:RS = (VGG VGSQ) / IDQMalha de Sada:RD = VDD VDSQ RS IDQ

Canal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Anlise DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

RSVGSVSIG0AIDIGVGV

Canal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Anlise DC

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET

Canal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Efeitos de RS no ponto Q

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Exemplo Determinar:

Quando ID = 0mA, VGS = +1,82V Quando VGS = 0V, ID = +1,82V/1.5K= =1,21mACanal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Exerccio

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

IDQ=2.4mAVGSQ=-1.8VTransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Clculo do ponto Q

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Exemplo:Determinar os valores de R1, R2, RS e RD do circuito de autopolarizao do JFET BF245A (PDmax = 300mW), para o ponto quiescente: IDQ = 1mA, VGSQ = -1V e VDSQ = 15V.Como VGG deve ser menor que VGSQ, ser utilizado: VGG = 0,5V.Para encontrar R1 e R2 devemos arbitrar um deles, neste caso R2 = 10K.

25VR1=2(10x103x25)-10x103 R1=490KRS.IDQ VGG + VGS = 0(VGG-VGS)/IDQRS=(0,5+1)/0,001 RS=1,5K

15V

-1VRD.IDQ + VDSQ + RS.IDQ VDD =0 RD=[(VDD-VDSQ)/IDQ]-RSRD=[(25-15)/0,001]-1500 RD=8,5K1mACanal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Exerccio

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Exemplo Recta de Carga (Load Line)A curva caracterstica a seguinte.Determine o ponto- Q para o seguinte circuito com JFET :TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Exerccio

+VDD8VRD680R12.2MR22.2MRS3.3KPara ID=0,

Para VGS=0,

IDSS=12mA_VP=-3V

ID=1,2mA4V-3V-2V-1V0V+1V+2V+3V

ID=1.92mAVGS=-1.8V

O ponto Q a Interseco entre a curva de transferncia caracterstica e a recta de carga.Q

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao por Divisor de tenso Anlise AC

Substituindo pelo modelo de pequenos sinais, tem-se:Impedncia de entrada (Zi): Zi = R1//R2

Impedncia de sada (Zo): Zo = rd // RD

Ganho de tenso (Av):

Vo = - (gmxVgsx(rd // RD) Vgs = ViPara rd > 10.RD, tem-se:

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao Circuito Seguidor de Fonte, ou Dreno Comum

O sinal de sada tirado do terminal de fonte. Substituindo pelo seu equivalente, tem-se:

SA fonte de corrente foi invertida, mas Vgs ainda definida entre os terminais de Porta(G) e Fonte(S). Impedncia de entrada (Zi): Zi = RG

Impedncia de sada (Zo):

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao Circuito Seguidor de Fonte, ou Dreno Comum

Para o clculo de Zo, considerar Vi = 0V. Impedncia de sada (Zo):

Pelas leis de Kirchhoff, tem-se: IO+gmxVgs=Ird+IRS IO+gmxVgs=VO/rd+VO/RS

Vgs =-VO

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n : - Polarizao Circuito Seguidor de Fonte, ou Dreno ComumGanho de Tenso Av: Vi=Vgs+VO

SVgs=Vi -VO VO=gmxVgsx(rd//RS) VO=gm(Vi VO)(rd//RS) VO=gmxVi (rd//RS)-gmxVO (rd//RS) VO[1+gm(rd//RS) VO=gmxVi(rd//RS)

Obs.: Como Av positivo, no h inverso de fase, mas o ganho menor que 1.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Transcondutncia: a taxa de variao da corrente de dreno em relao a tenso aplicada na porta/fonte(VGS ). Em outras palavras, transcondutncia mede uma variao da corrente de dreno em funo de uma tenso aplicada na porta/fonte.Matematicamente temos:

- Transcondutncia

- Corrente de Dreno

- Tenso Porta/Fonte Unidade: Se compararmos a relao de transcondutncia com Lei de Ohm, visualizamos que a transcondutncia o inverso da relao universal R=V/I , j que ela se apresenta como gm=I/V, ento neste caso a unidade oficial de transcondutncia o Siemens. Porm, antigamente e por muito tempo utilizou-se a Mho, que vem a ser o Ohm escrito ao contrrio. E at hoje encontrada a unidade Mho nos datasheets.TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Anlise:Canal-n JFET - Parmetros : Transcondutncia

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Anlise:Transcondutncia uma caracterstica importante no estudo de um dispositivo de trs parmetros. Considerando o JFET como uma resistncia controlada por tenso, e por tanto a corrente de dreno uma funo da tenso da porta/fonte.Sendo que a transcondutncia a razo da corrente de dreno, como uma mudana na tenso, a uma tenso dreno-fonte constante. A Curva A curva de transcondutncia de qualquer JFET ir apresentar-se com o mesmo formato, como mostra a figura a seguir. Isto acontece porque a fsica de funcionamento de qualquer JFET igual. Apenas o tamanho das regies dopadas, o nvel de dopagem etc, que mudam entre os JFETs. Deste modo a curva da transcondutncia vem a ser o grfico da seguinte equao:

Onde: I DSS = Corrente de dreno mxima . VGS (off) = Tenso de corte porta/fonte.

VGS(off)ID 0

VGS

IDssTransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n JFET - Parmetros : Transcondutncia

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Exemplo:Encontrar a corrente de dreno mxima (IDSS ) e a tenso de corte porta-fonte(VGS(off)) para o JFET com a seguinte curva de transcondutncia.

VGS(V)ID 0-4-3-2-112345678910

-5-6-7-8

Do grfico temos: I DSS = 6,5 mA.VGS (off) = -8V.O grfico apresenta-se como uma boa ferramenta, onde voc pode obter respostas rpidas e aproximadas.O fator K:Porem entre os pontos extremos, o grfico tende a ser no-linear, que analisado mais em pormenor, nos mostra ser parte de uma parbola.Uma parbola uma curva onde suas grandezas so elevas ao quadrado. Deste modo, voltando equao da curva temos:

Anlise:TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n JFET - Parmetros : Transcondutncia

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

O fator K:

Tomando como sendo um factor K;temos ento:

Podemos reescrever a equao da curva como: ID = IDSS .K

Ento se possuirmos o valor K de qualquer circuito, podemos calcular o valor da corrente de dreno, dada a corrente de dreno mxima.Suponha que um JFET tem a IDSS= 7 mA e VGS(off)= -3V. calcule a corrente de dreno para uma tenso porta-fonte de -1V.Com a equao da curva, podemos calcular o fator K:K = (1 1/3)2 => K = (0,667)2 => K = 0,445 ID= 7 mA x 0,445= 3,115 mATransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n JFET : - Parmetros

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n JFET : - Parmetros

gfs Transcondutncia de Transferncia para: IDQ IDSS e VGSQ VP

gm Transcondutncia em qualquer ponto da curva caracterstica gmo Transcondutncia mxima com VGS=0.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n JFET : - Parmetros Factor amplificao () Como os tubos de vcuo, ou vlvulas electrnicas, os JFETs tm certos parmetros que determinam o seu desempenho num circuito. Os principais parmetros de um JFET so: Resistncia de Dreno AC (rd). Transcondutncia (gm) Resistncia AC do Dreno ou resistncia dinmica(rd): a razo de variao da tenso de Dreno/Fonte (VDS), para a variao da corrente de Dreno (ID), com a tenso Porta/Fonte (VGS)constante. I.e:

Por exemplo, se uma variao na tenso de dreno de 2 V produz uma mudana na corrente ID de 0,02 mA. Ento:

Em referncia s caractersticas de um JFET, claro que, acima da tenso de estrangulamento (Pinch-off ) VP, a variao de ID pequena para uma grande variao de VDS porque a curva quase plana. No entanto a resistncia de um JFET tem um valor elevado, variando de 10K a 1 M .

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET (canal N)JFET: - Como AmplificadorA disposio do circuito e anlise de um amplificador JFET, muito semelhante a um amplificador de BJTs. A estrutura do modelo AC tambm muito semelhante.O circuito do amplificador de Fonte Comum (CS), produz um sinal amplificado invertido, tal como no amplificador de Emissor Comum (CE).O circuito do amplificador seguidor de Fonte (SF) apresenta uma impedncia de entrada muito alta e um ganho de menos do que um, assim como no amplificador seguidor de emissor (EF) com BJTs.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

JFET Circuitos equivalentes DC e AC TransistoresFuncionamento dos transistores JFET Canal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)O circuito equivalente DC ir determinar o ponto Q de funcionamento (nveis de polarizao DC do circuito) que j vimos anteriormente, enquanto que o circuito equivalente AC determina a tenso de sada e, portanto, o ganho de tenso do circuito.Como num amplificador de transistor BJTs, tanto as condies DC como as AC, tm que ser consideradas num amplificador com JFET. As fontes e polarizaes DC configuram as correntes e tenses de funcionamento, enquanto que a corrente e tenso alternada (isto , do sinal) produz oscilaes nas correntes e tenses da polarizao do JFET.Uma maneira simples para analisar a aco de um amplificador JFET dividir o circuito em duas partes: Circuito equivalente DC.Circuito equivalente AC.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET JFET Circuitos equivalente DC No circuito equivalente DC de um amplificador com JFET, s as condies DC so consideradas, presumindo que nenhum outro sinal est aplicado.Como a corrente DC no passa atravs dos condensadores, estes so considerados circuitos abertos, no circuito equivalente DC, assim como reduzir todas as fontes de sinal AC a zero. Deste modo, o circuito equivalente DC do amplificador anterior :Canal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET JFET Circuitos equivalente AC No circuito equivalente AC de um amplificador JFET, apenas as condies AC (sinais) devem ser consideradas. Obviamente as tenses DC no so importantes para esta anlise, e podem ser consideradas zero. Os condensadores so geralmente usados para acoplar ou fazerem o by-pass dos sinais AC. O designer do circuito, intencionalmente selecciona condensadores que so suficientemente grandes para parecerem um curto circuito para os sinais AC. Deste modo, o circuito equivalente AC do amplificador anterior :Note-se que uma extremidade de R1 e R2 est ligada a um ponto, e a outra extremidade de R1 e R2 est ligada terra. Por conseguinte, R1//R2. Semelhante o caso com o RD e RL modo que RD // RLCanal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET JFET Anlise da Linha de carga DC - (DC Load line)O ponto de funcionamento DC ou ponto Q de um amplificador JFET pode ser determinado graficamente pelo desenho da linha de carga DC, sobre as curvas caractersticas de Dreno (VDS - ID). Este mtodo idntico ao utilizado para os transistores BJTs.O circuito DC equivalente do Amplificador JFET com polarizao por divisor de tenso mostrado na figura.VDD = VDS + ID (RD + RS)Est claro que:VDS = VDD ID (RD + RS)

GDSCanal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET JFET Anlise da Linha de carga DC - (DC Load line)

A linha de carga DC pode ser facilmente traada, localizando as duas extremidades da linha recta.Para o circuito que estamos a analisar, VDD e (RD + RS) so constantes. A expresso da corrente ID uma equao do primeiro grau e pode ser representada por uma linha recta sobre as caractersticas de Dreno. Esta conhecida como a linha de carga de corrente continua para JFET e determina um ponto de funcionamento caracterstico de ID - VDS, na ausncia do sinal. O valor de VDS ser mxima quando ID = 0. Portanto, colocando ID = 0 na expresso seguinte: VDS = VDD ID (RD + RS)Obtemos VDS=VDDIsto localiza o primeiro ponto B = VDD da Linhas de Carga DC no eixo da tenso VDS.O valor de ID ser mximo quando VGS = 0. Outro ponto, o ponto A. Unindo os 2 pontos , temos traada a linha (recta ) de carga DCCanal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET JFET Anlise da Linha de carga DC - (DC Load line)Se assumirmos na figura, que VGS = - 2V ento o ponto Q est localizado na interseco da linha de carga DC de VGS = - 2V n nas curvas da corrente de Dreno ID.O ponto de funcionamento Q est localizado na interseco da linha de carga DC , com a curva da corrente ID, que corresponde ao VGS fornecido pela polarizao do divisor de tenso.

VGS

Canal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET JFET Ganho de voltagem do Amplificador

Similarmente, RD RL e podem ser substitudas por uma nica resistncia RAC (resistncia total AC do Dreno). Se observarmos o circuito equivalente AC do amplificador que temos vindo a analisar, nota-se que R1R2 e podem ser substitudas por uma nica resistncia RT.

O circuito equivalente AC simplificado ser:A tenso de sada do amplificador ser :vout = id x RACSendo o ganho gm:

Relacionando, temos : vout = gm x vGS x RACComo: vin = vGS Vem: vout = gm x vin x RACResultando:

RAC pode ser referenciado como rd ou ro.Canal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Funcionamento dos transistores JFET TransistoresCanal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

VGS = -0,2V

VGS = -0,1V

VGS = 0V

VGS = -0,3V

VGS = -0,4V

VGS = -0,6V

VGS = -0,8VID [mA]

4 28412VDS [V]

56791011321

3 1

VDS max

VDS min

Transistores

Funcionamento dos transistores JFET VDS(sat) = VGS VT Ponto de funcionamentoCanal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Linha de Carga DCDeclive= 1/(RD+RS)

VDS Q

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET (canal N)

Lembre-se que os condensadores de acoplamento e bypass, so "curtos", para o sinal AC, por conseguinte, o sinal alimentado directamente para a Porta(G), e o sinal AC de entrada aplicado entre a Porta (G) e a Fonte (S). A tenso de Porta (VGS) produz uma corrente AC no Dreno (D),que por sua vez provoca uma queda de tenso atravs de RD e RL.A impedncia de sada rd ou r0:rd = RD || RLO ganho A:

Fonte Comum (CS)-Modelo ACgfs = ID / VGS , com VDS = 0Dissemos anteriormente que a corrente de entrada, Ig de um amplificador JFET de Fonte comum, muito pequena por causa da extremamente alta impedncia da Porta, Rg. Portanto, este amplificador tem uma boa relao entre impedncia de entrada e de sada para qualquer quantidade de corrente de sada, proporcionando bons ganhos de corrente e tenso.Gmo = |2 * (IDSS/VP)| VGS=0Gm = |2 * (IDSS/VP) * [1 - (VGS/VP)]|Canal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET (canal N)

Gfs o nmero mgico para os JFETs - a transcondutncia para a frente, o que normalmente expressa em Siemens ou milli-Siemens. Um Siemen o inverso de um ohm.Gfs = ID / VGS , com VDS = 0Por exemplo para um Gfs de 2 para 6.5 mS, ou 2 a 6.5 miliamperes por volts, significa que pela variao de 1 volt na VGS, provocar uma variao de corrente IDS na ordem de 2 a 6,5 mA.O ganho directo de um JFET melhor expresso como Vout = - Gfs * VGS * rd, onde as tenses so as alteraes de tenso, no a tenso absoluta. Se voc tem um JFET com Gfs = 2ms, e mudana Vgs de um volt, ento voc comea com uma variao de 2ma na correte de Dreno, e que multiplicada pela resistncia de Dreno para obter a tenso de sada. Se rd 5K neste exemplo, ento a tenso de sada alterada por Vo =-2mS * 1V * 5K = 10V, e o ganho dez - assumindo que as tenses de alimentao e outros elementos de circuito esto configurados para permitir essa variao.Canal-n JFET : - Como Amplificador - Fonte comum (CS) Divisor de tenso)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET (canal N)JFETs: - Montagens Comuns Voltage Controlled Switch:-Comutador controlado por Voltagem

Para o estado on, a voltagem VGS = 0 e para o estado off |VGS| > |VP| (maior que VP e com o mesmo sinal). O sinal da voltagem depende do tipo de FET, negativo para o canal-n e positivo para canal-p. A corrente de Drain (D) ID, determinada por RS tal que VGS = IDRS. Qualquer valor de corrente pode ser escolhido entre zero e IDSS.Current Source: -Fonte de corrente

Source Follower/Comun Source:- Seguidor ou de Fonte Comum (CS)Um circuito simples de seguidor de Fonte. A verso melhorada, usa dois JFETs. O JFET de baixo, forma uma fonte de corrente. O resultado um VGS mantido constante, eliminando os defeitos do circuito simples.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresFuncionamento dos transistores JFET (canal N)JFETs: - Montagens Comuns Voltage Controlled Resistor :- Resistncia controlada por VoltagemVGS deve ter valor entre zero e VGS,off. (VP)

A juno pn da Gate (G), pode ser usada como um diodo, ligando os terminais da Source (S) e da Drain (D). Isto deve ser feito em casos que se requerem, muito baixas correntes de fuga. A corrente de fuga muito baixa, porque a corrente de fuga inversa, determinada pela rea da Gate(G). Gates com reas muito pequenas, so desenhadas nos JFETs porque isso diminui as capacidades Gate-Source e Gate-Drain.JFET Diode: - Diodo JFET

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Nota: O circuito de polarizao o mesmo para todos os amplificadores.

Rs Ci

+ _

_ ii

VCC RD

RSS

Amplificador Porta Comum (CG)

_ io

C2TransistoresTransistores de efeito de campo JFET: Montagens

Onde

_ ii

VDD

RSS

Amplificador Dreno Comum (CD) ou Seguidor de Fonte)

_ io

_ ii

VDD

RSS

Amplificador Fonte Comum (CS)

+ _ io

CSS

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Montagem ZinZoutAvAiIdeal 0 Fonte Comum (CS)AltoAltoAltoAltoFonte C/Resistncia (SR)AltoAltoMdioMdioPorta Comum (CG)BaixoBaixoAltoBaixo 1Seguidor de Fonte (SF)/Dreno comum (CD)AltoBaixoBaixo 1Alto

TransistoresJFETs: - Montagens Comuns

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

DSG

P+N-

N+N+P+

TransistoresEstrutura real de um JFET (canal P)SiO2

Canal N

Contactos metlicos

Uso de um JFET de canal P

G (N)DS

V1RV2P

-ID

-VGS+

IG 0

H que inverter os sentidos reais das tenses e correntes para operar nas mesmas zonas de trabalho.

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresEstrutura. Canal PDrain (D)Source (S)Gate(G)nnCanal pZona de DeplexoContactos hmicosA maior parte da estrutura base de material tipo -P (Canal), entre duas incrustaes embutidas de material tipo-n, formando duas junes p-n.A corrente flui da Fonte (S) para o Dreno (D). Lacunas so injectadas na Fonte (S), e vo para o Dreno(D) atravs do Canal de material tipo-p.

Transistores de efeito de campo JFET Canal P

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores de efeito de campo JFET Canal P

nnP

DVDS

ISIG=0AVDD

IDVGS=+VGG

VGS (V)

ID diminui (ID < IDSS)Eventualmente ID = 0APara nveis mais altos de VDS o JFET atinge mais cedo a zona de ruptura. ID aumenta sem controlo se VDS > VDSmax. IDSS = 8 mA and VP = +5 V.

+2+40

+5+3+1-VP medida que VGS aumenta positivamente, aumenta a Zona de Deplexo;

VDS (V)VGS= +1 VVGS= +2 VVGS= 0 V

IDSSVGS= -VP

-5-101515

VP = -5 VVGS= +3 V

ID (mA)

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores de Efeito de Campo de unio Metal-Semicondutor MESFETOs primeiros MESFETs foram desenvolvidos em 1966 e um ano depois, a sua frequncia extremamente elevada foi demonstrada no desempenho em amplificao de micro-ondas. A partir de uma perspectiva de desenho de circuitos digitais, cada vez mais difcil de utilizar MESFETs como base para circuitos integrados digitais, medida que a escala de integrao sobe, em relao ao CMOS baseada em silcioMESFET significa Transistor de efeito de campo de metal Semicondutor (MEtal Semiconductor Field Effect Transistor . muito semelhante a um JFET na construo e na terminologia. A diferena que em vez da utilizao de uma juno pn na Porta (Gate), usado um metal-semicondutor de juno Schottky.Os MESFETs so geralmente construdos com tecnologias de semicondutores compostos sem necessidade de passivao de superfcie de alta qualidade, tais como GaAs, InP, ou SiC, e mais rpido, mas mais caro do que os JFETs ou MOSFETs baseados em silcio. Os MESFETs operam a frequncias at cerca de 45 GHz, e so normalmente usados para comunicaes de frequncias de micro-ondas e radar.

MESFET - Deplexo

MESFET - Enriquecimento

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

n+ n+ n GaAs Substrato semi-isolanteTransistoresTransistores de Efeito de Campo de unio Metal-Semicondutor MESFETA possibilidade de ter um material semisolante com ( ~ 106 -cm) em semicondutores compostos, facilita a construo do canal pouco profundo, (fcil de esvaziar, sendo assim mais rpido, devido a ser altamente sensvel s variaes de tenso).Vantagens:A mobilidade no degradada pelas superfcies ou interfaces, como num MOSFET.O dispositivo muito rpido porque a espessura do canal pode ser controlado com muita preciso (minimizado) fazendo com que o canal tenha fcil deplexo com uma tenso de Porta(G) relativamente pequena.Mais barato, uma vez que apenas necessrio um material para a fina camada epitaxial na homojuno num substrato semisolante.O processamento mais barato, porque exige implantao de ies padro, e metalizao simples.Canal n W

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

TransistoresTransistores de Efeito de Campo de unio Metal-Semicondutor MESFET

n+ n+ n GaAs Substrato semi-isolanteCanal n t

Regio de Deplexoa

Metal n GaAs Canalt

ECEf

EVRegio de Deplexo

Estrutura

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

DSG

N+

N-GaAs isolanteContactos hmicos

GaAs

Contacto rectificador (Schottky)

Pequena polarizao directa GS.G

Tenso GS nula.G

Polarizao inversa GS, zona resistiva. G

Polarizao inversa GS, zona fonte de corrente. VDSID

VGS 0

TransistoresTransistores de Efeito de Campo de unio Metal-Semicondutor MESFET

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Questes?Dvidas?

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

OBRIGADO PELA ATENO !...

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon

Bibliografiashttp://wwwlasmea.univ-bpclermont.fr/Personnel/Francois.Berry/teaching/Microelectronics/composant.swfhttp://www.williamson-labs.com/480_xtor.htmhttp://www.powershow.com/view1/2291d5-MTc1M/Chapter_3__BJTs_Bipolar_Junction_Transistors_powerpoint_ppt_presentationhttp://www.learnabout-electronics.org/Downloads/Fig316dl_bjt_operation.swfhttp://www2.eng.cam.ac.uk/~dmh/ptialcd/http://www.yteach.co.za/page.php/resources/view_all?id=potential_resistance_voltage_semiconductor_conductor_insulator_n_type_p_type_p_n_junction_n_p_diode_t_page_3http://www.infoescola.com/quimica/dopagem-eletronica/http://www.prof2000.pt/users/lpaEl transistor bipolar por - Javier Ribas Bueno -Escuela Universitaria de Ingenieras Tcnicas de Miereshttp://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_3.htmlhttp://content.tutorvista.com/physics_12/content/media/pn_junct_diode.swfhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electronic/photdet.htmlhttp://www.thorlabs.com/tutorials.cfm?tabID=31760http://informatica.blogs.sapo.mz/671.htmlhttp://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_6.htmlhttp://www.learnabout-electronics.org/index.phpTransstor de Efeito de Campo, Paulo Lopes, ISCTE 2003http://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amp_3.htmlhttp://www.pucsp.br/~elo2eng/

Semicondutores: Transistores JFETs05-02-2014Por : Lus Timteon