Tranzistorul cu efect de câmp cu joncțiune

J este un dispozitiv semiconductor comandat, la care curentul circula printr-un canal conductor. Modificarea valorii curentului in canalul conductor se realizeaza prin intermediul unui camp electric, care variaza grosimea regiunii de sarcina spatiala a unei jonctiuni pn. De aceea, acest tranzistor se numeste tranzistor cu efect de camp cu jonctiune.

Tranzistoarele cu efect de camp cu jonctiune pot fi clasificate dupa tipul canalului in TEC-J cu canal n si TEC-J cu canal p.

Terminalele (electrozii) TEC-J au urmatoarele denumiri: D- drena, S- sursa, G- grila (poarte). Sensul sagetii este acelasi ca la dioda, anume de la p la n. Cele doua tipuri de TEC-J sunt echivalente daca se schimba semnele tensiunilor aplicate intre terminale.

Structura TEC-J cu canal n:

Intr-un substrat semiconductor de tip p slab dotat cu impuritati se practica un canal n intre electrozii sursa S care emite electroni si respectiv drena D care ii colecteaza. Electrodul grila G este conectat la p+ si impreuna cu substratul p delimiteaza canalul n. Electrodul G asociat substratului p este de obicei conectat cu grila.

Jonctiunea pn poarta-canal este polarizata invers, iar grosimea regiunii de sarcina spatiala asociata acestei jonctiuni face ca sectiunea conductiva a canalului (regiunea neutran) sa fie mai mica decat distanta dintre cele doua jonctiuni.

Curentul care apare in circuitul drena-sursa in prezenta unei tensiuni VDS se datoreaza practic numai deplasarii purtatorilor majoritari (electroni) prin canal, ceea ce justifica TEC-J de tranzistor unipolar.

Curentul de drena depinde in general atat de tensiunea VDS cat si de tensiunea VGS . Prin tensiunea VGS se realizeaza un control al conductiei canalului.

Tensiunea VGS la care regiunea spatiala se extinde si ocupa complet canalul se numeste tensiune de prag VP (VP<0). Cand VGS <VP si VGD <VP canalul este inchis pe toata lungimea lui si curentul de drena este nul (ID=0).

Pentru TEC-J cu canal n de obicei se lucreaza cu VDS >0 si rezulta ca VGD = VGS – VDS < VGS , conditia suficienta pentru inchiderea canalului fiind in acest caz VGS < VP .

In functie de marimea relativa a tensiunii VDS se deosebesc trei situatii :

a) regiunea liniara

La tensiuni VDS mici (~0.1v) canalul are pe toata lungimea lui aceeasi dimensiune, liniaritate:

Caracteristicile de iesire ale TEC-J la VDS mici: Pentru a putea defini caracteristicile TEC-J tranzistorul este privit ca un cuadripol. Cum dispozitivul are doar trei terminale unul dintre ele va fi considerat atat terminal de intrare cat si de iesire. In cazul TEC-J terminalul care este comun intrarii si iesirii este sursa, astfel incat se considera ca intrarea se aplica intre poarta si sursa iar iesirea se obtine intre drena si sursa.

Marimile de intrare sunt: curentul de poarta (IG) si tensiunea de poarta-sursa (VGS) , air cele de iesire: curentul de drena (ID) si tensiunea drena-sursa (VDS).