Transistor De Efecto De Campo De Union

TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE UNION (JFET)
Un JFET de canal N se fabrica difundiendo una región de tipo P en un canal de tipo N, tal y como se muestra en la Figura 1. A ambos lados del canal se conectan los terminales de fuente (S, Source) y drenaje (D, Drain). El tercer terminal se denomina puerta (G, Gate).

Esquema del transistor JFET de canal N
Los símbolos de este tipo de dispositivosson:

Símbolos de los transistores JFET
Las explicaciones incluidas en este capítulo se refieren fundamentalmente al transistor NJFET, teniendo en cuenta que el principio de operación del PJFET es análogo.

PRINCIPIO DE OPERACION DEL NJFET
A continuación se explica cómo se controla la corriente en un JFET. Al igual que sucede con los transistores BJT el JFET tiene tres regiones deoperación:
* Región de corte
* Región lineal
* Región de saturación
Es preciso hacer notar que en este caso, la saturación alude a un fenómeno completamente distinto al de los transistores BJT.
Región de corte
La zona de tipo P conectada a la puerta forma un diodo con el canal, que es de tipo N. Como se recordará, cuando se forma una unión PN aparecen en los bordes de la misma una zona dedeplección en la que no hay portadores de carga libres. La anchura de dicha zona depende de la polarización aplicada. Si esta es inversa, la zona se hace más ancha, proporcionalmente a la tensión aplicada. Aplicando una tensión VGS negativa aumentamos la anchura de la zona de deplección, con lo que disminuye la anchura del canal N de conducción.
Si el valor de VGS se hace lo suficientementenegativo, la región de agotamiento se extenderá completamente a través del canal, con lo que la resistencia del mismo se hará infinita y se impedirá el paso de ID. El potencial al que sucede este fenómeno se denomina potencial de bloqueo (Pinch Voltage, VP).

Esquema del transistor JFET de canal N polarizado con la tensión de bloqueo
Por lo tanto, para valores más negativos que VP el transistorNJFET se encuentra polarizado en la región de corte, y la corriente de drenaje resulta ser nula.
Región lineal
Si en la estructura se aplica una tensión VDS mayor que cero, aparecerá una corriente circulando en el sentido del drenaje a la fuente, corriente que llamaremos ID. El valor de dicha corriente estará limitado por la resistencia del canal N de conducción. En este caso pueden distinguirse dossituaciones según sea VDS grande o pequeña en comparación con VGS.
Valores pequeños del voltaje drenaje-fuente
Presenta la situación que se obtiene cuando se polariza la unión GS con una tensión negativa, mientras que se aplica una tensión entre D y S menor.

Esquema del transistor JFET de canal N polarizado con VGS < 0
Por el terminal de puerta (G) no circula más que la corriente de fugadel diodo GS, que en una primera aproximación podemos considerar despreciable. La corriente ID presenta una doble dependencia:
* La corriente ID es directamente proporcional al valor de VDS
* La anchura del canal es proporcional a la diferencia entre VGS y VP. Como ID está limitada por la resistencia del canal, cuanto mayor sea VGS - VP, mayor será la anchura del canal, y mayor lacorriente obtenida.
Los dos puntos anteriores se recogen en la siguiente expresión:

Por lo tanto, en la región lineal obtenemos una corriente directamente proporcional a VGS y a VDS.

Valores altos del voltaje drenaje-fuente
Para valores de VDS comparables y superiores a VGS la situación cambia con respecto al caso anterior: la resistencia del canal se convierte en no lineal, y el JFET pierde sucomportamiento óhmico. Veamos por qué sucede esto.
Cuando se aplica un voltaje VDS al canal de 5 voltios, por ejemplo, este se distribuye a lo largo del canal, es decir, en las proximidades del terminal D la tensión será de 5 V, pero a medio camino la corriente circulante habrá reducido su potencial a la mitad (2,5 V), y en el terminal S el potencial será nulo. Por otra parte, si VGS es...