¿Transistor de efecto de campo de unión funcional?

En general, se utilizan diferentes tipos de componentes eléctricos y electrónicos, como transistores, circuitos integrados, microcontroladores, transformadores, reguladores, motores, dispositivos de interconexión, módulos y componentes básicos (según sea necesario) para diseñar diversos proyectos eléctricos y electrónicos. Es fundamental conocer el funcionamiento de cada componente antes de utilizarlo de forma práctica en aplicaciones de circuitos. Es muy difícil describir en detalle todos los componentes más importantes de la electrónica en un solo artículo. Por ello, hablaremos en detalle del transistor de unión de efecto de campo, de las características del JFET y de su funcionamiento. Pero, en primer lugar, debemos saber qué son los transistores de efecto de campo.

Transistores de efecto campo

En el campo de la electrónica de estado sólido, la invención del transistor representó un cambio revolucionario, que obtenemos de la palabra resistencia de transferencia. Por el propio nombre, podemos entender el funcionamiento del transistor, es decir, como una resistencia de transferencia. Los transistores se clasifican en diferentes tipos: transistores de efecto de campo, transistores de unión bipolar, etc.

Los transistores de efecto campo (FET) suelen denominarse transistores unipolares porque su funcionamiento es de tipo portador único. Los transistores de efecto campo se clasifican en diferentes tipos: MOSFET, JFET, DGMOSFET, FREDFET, HIGFET, QFET, etc. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones sólo se suelen utilizar los MOSFET (transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido metálico) y los JFET (transistores de efecto de campo de unión). Por tanto, antes de hablar en detalle del transistor de efecto de campo de unión, debemos saber primero qué es un JFET.

Transistor de efecto de campo de unión

Como hemos dicho antes, el transistor de unión de efecto de campo es un tipo de FET que se utiliza como interruptor que puede ser controlado eléctricamente. A través del canal activo, la energía eléctrica fluye entre el terminal de fuente y el terminal de drenaje. Si el terminal de la puerta recibe una tensión de polarización inversa, el flujo de corriente se interrumpe por completo y el canal se estresa. Los transistores de unión de efecto campo se clasifican generalmente en dos tipos en función de sus polaridades y son

• Transistores de efecto de campo de unión de canal N
• Transistor de efecto de campo de unión de canal P

Transistor de efecto campo con unión de canal N

El JFET en el que los electrones se componen principalmente como portadores de carga se denomina JFET de canal N. Por tanto, si el transistor está encendido, podemos decir que el flujo de corriente se debe principalmente al movimiento de los electrones.

Transistor de efecto campo con unión de canal P

El JFET en el que los agujeros se componen principalmente como portadores de carga se denomina JFET de canal P. En consecuencia, si el transistor está encendido, podemos decir que el flujo de corriente se debe principalmente a los agujeros.

Funcionamiento del JFET

El funcionamiento del JFET puede estudiarse por separado para el canal N y el canal P.

Funcionamiento del JFET de canal N

El funcionamiento del JFET se puede explicar hablando de cómo se enciende un JFET de canal N y cómo se apaga un JFET de canal N. Para encender un JFET de canal N, hay que aplicar una tensión positiva de VDD al terminal de drenaje del transistor con respecto al terminal de fuente, de modo que el terminal de drenaje sea convenientemente más positivo que el terminal de fuente. De este modo, se permite el flujo de corriente a través del canal drenaje-fuente. Si la tensión en el terminal de la puerta, VGG, es de 0V, la corriente en el terminal de drenaje será máxima y el JFET de canal N estará en estado ON.

Para apagar el JFET de canal N, se puede desactivar la tensión de polarización positiva o aplicar una tensión negativa al terminal de la puerta. Así, al cambiar la polaridad de la tensión de puerta, se puede reducir la corriente de drenaje y el JFET de canal N se encuentra en estado OFF.

Funcionamiento del JFET de canal P

Para encender el JFET de canal P, se puede aplicar una tensión negativa al terminal de drenaje del transistor en relación con el terminal de fuente, de modo que el terminal de drenaje sea convenientemente más negativo que el terminal de fuente. De este modo, se permite el flujo de corriente a través del canal drenaje-fuente. Si la tensión en el terminal de la puerta, VGG, es de 0V, la corriente en el terminal de drenaje será máxima y el JFET de canal P estará en estado ON.

Para apagar el JFET de canal P, se puede desactivar la tensión de polarización negativa o aplicar una tensión positiva al terminal de puerta. Si se aplica una tensión positiva al terminal de la puerta, las corrientes de drenaje comienzan a reducirse (hasta el corte) y entonces el JFET de canal P se encuentra en la condición de OFF.

Características del JFET

Las características del JFET pueden estudiarse tanto para el canal N como para el P, como se ilustra a continuación:

Características del JFET de canal N

Las características del JFET de canal N o la curva de transconductancia se muestran en la siguiente figura, en la que se representan la corriente de drenaje y la tensión puerta-fuente. La curva de transconductancia tiene varias regiones: óhmica, de saturación, de corte y de ruptura.

Región óhmica
La única región en la que la curva de transconductancia muestra una respuesta lineal y la corriente de drenaje es contrarrestada por la resistencia del transistor JFET se llama región óhmica.
Región de saturación
En la región de saturación, el transistor de efecto de campo de la unión del canal N está en estado ON y activo, ya que fluye la máxima corriente debido a la tensión puerta-fuente aplicada.
Región de corte
En esta región de corte, no habrá corriente de drenaje y, por tanto, el JFET de canal N estará en la condición de OFF.
Región de desglose
Si la tensión VDD aplicada al terminal de drenaje supera la tensión máxima requerida, el transistor no puede soportar la corriente y, por tanto, la corriente fluye del terminal de drenaje al terminal de fuente. Como resultado, el transistor entra en la región de ruptura.

Características del JFET de canal P

Las características del JFET de canal P o la curva de transconductancia se muestran en la siguiente figura y se representan entre la corriente de drenaje y la tensión puerta-fuente. La curva de transconductancia tiene varias regiones: óhmica, de saturación, de corte y de ruptura.

Región óhmica
La única región en la que la curva de transconductancia muestra una respuesta lineal y la corriente de drenaje es contrarrestada por la resistencia del transistor JFET se denomina región óhmica.
Región de saturación
En la región de saturación, el transistor de efecto de campo de la unión del canal N está en estado ON y activo, ya que la corriente máxima fluye debido a la tensión puerta-fuente aplicada.
Región de corte
En esta región de corte, no habrá corriente de drenaje y, por tanto, el JFET de canal N estará en la condición de OFF.
Región de desglose
Si la tensión VDD aplicada al terminal de drenaje supera la tensión máxima requerida, el transistor no resiste la corriente y, por tanto, la corriente fluye del terminal de drenaje al terminal de fuente. Como resultado, el transistor entra en la región de ruptura.

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