12.12 : Caratteristiche dei JFET

I transistor a effetto di campo di giunzione (JFET), presentano caratteristiche operative specifiche basate sulla relazione tra la corrente di drain (i_d) e la tensione drain-source (V_ds), insieme alle diverse tensioni gate-source (V_gs).

Il fulcro del funzionamento di un JFET è il controllo della corrente di drain che modula la tensione gate-source. Quando la tensione di drain e di gate sono impostate su zero, il JFET non mostra alcun flusso di corrente netto, rappresentando uno stato di equilibrio. La corrente di drain aumenta linearmente al variare della tensione source-drain, mantenendo la tensione di gate pari a zero. Questa relazione lineare definisce la regione ohmica, dove il JFET si comporta come un resistore controllato in tensione e può funzionare come un interruttore elettronico, modulando il flusso di corrente in risposta ai cambiamenti di tensione.

Tuttavia, all'aumentare della tensione drain-source, il JFET passa nella regione di saturazione, o di pinch-off. Ciò si verifica quando gli strati di svuotamento formati dal diodo gate-drain p-n con polarizzazione inversa, si espandono per incontrarsi, bloccando di fatto il flusso di corrente attraverso il canale. Oltre questo punto, la corrente di drain raggiunge un livello di saturazione e rimane quasi costante, indipendentemente da ulteriori aumenti della tensione drain-source. Questa caratteristica è fondamentale per le applicazioni in cui i JFET vengono utilizzati come amplificatori, fornendo una corrente di uscita stabile per segnali di ingresso variabili.

Se la tensione drain-source supera una determinata soglia, il JFET può entrare nella regione di guasto, dove la corrente drain aumenta rapidamente e può potenzialmente portare al guasto del dispositivo a causa dell'eccessivo flusso di corrente. Questo comportamento evidenzia l'importanza di operare entro limiti di tensione specificati per garantire l'affidabilità e la sicurezza dei circuiti basati su JFET. La comprensione di queste caratteristiche consente l'applicazione efficace dei JFET in varie configurazioni elettroniche, dalla commutazione all'amplificazione.