12.13 : Polarizzazione dei FET

La polarizzazione di un transistor a effetto di campo a giunzione (JFET), è fondamentale per impostare i parametri operativi e garantire un funzionamento efficiente nei circuiti elettronici. I JFET sono caratterizzati dall'utilizzo di un tipo di portante singolo in configurazioni a canale N o a canale P, dove il canale è circondato da giunzioni PN. Queste giunzioni sono fondamentali per la capacità del dispositivo di controllare il flusso di corrente.

In un JFET a canale N, la struttura è costituita da materiale di tipo N, che forma il canale su un substrato di tipo P, con il gate realizzato in materiale di tipo P. La polarizzazione di questo tipo comporta l'applicazione di una tensione negativa al gate rispetto alla sorgente. Questa tensione negativa respinge gli elettroni nel canale, creando una regione di svuotamento che restringe il canale e ne riduce la conduttività. Questa manipolazione della larghezza del canale controlla il flusso di elettroni e di conseguenza, la corrente.

Al contrario, un JFET a canale P presenta un canale a semiconduttore di tipo P, con materiale di gate di tipo N su entrambi i lati. In questa struttura, l'applicazione di una tensione di gate positiva al canale di tipo P, respinge le lacune, aumentando la regione di svuotamento e diminuendo la conduttività. Questa polarizzazione inversa è fondamentale per il controllo della corrente attraverso il dispositivo.

Una polarizzazione efficace è fondamentale per i JFET utilizzati come interruttori o amplificatori. La tensione gate-source applicata, regola con precisione l'ampiezza della regione di svuotamento, gestendo il flusso di corrente attraverso il canale. Inoltre, la polarizzazione dei JFET influenza anche caratteristiche come la resistenza di drain AC, che tipicamente varia di diverse centinaia di ohm, e parametri come la transconduttanza e il fattore di amplificazione.

Una corretta polarizzazione impedisce al JFET di funzionare in stati indesiderati come saturazione o interruzione, ottimizzandone le prestazioni e la durata nei circuiti.