12.13 : Polaryzacja w tranzystorach FET

Polaryzacja tranzystora polowego połączeniowego (JFET) ma kluczowe znaczenie dla ustawienia parametrów operacyjnych i zapewnienia wydajnego funkcjonowania obwodów elektronicznych. JFET charakteryzują się wykorzystaniem jednego typu nośnej w konfiguracjach z kanałem N lub P, gdzie kanał jest otoczony złączami PN. Połączenia te mają kluczowe znaczenie dla zdolności urządzenia do kontrolowania przepływu prądu.

W tranzystorze JFET z kanałem N konstrukcja składa się z materiału typu N tworzącego kanał na podłożu typu P, z bramką wykonaną z materiału typu P. Polaryzacja tego typu polega na przyłożeniu ujemnego napięcia do bramki względem źródła. To ujemne napięcie odpycha elektrony w kanale, tworząc obszar zubożenia, który zwęża kanał i zmniejsza jego przewodność. Ta manipulacja szerokością kanału kontroluje przepływ elektronów, a co za tym idzie, prąd.

I odwrotnie, JFET z kanałem P zawiera kanał półprzewodnikowy typu P z bramką typu N po obu stronach. W tej strukturze przyłożenie dodatniego napięcia bramki do kanału typu P odpycha dziury, zwiększając obszar zubożenia i zmniejszając przewodność. To odwrotne odchylenie ma kluczowe znaczenie w kontrolowaniu prądu płynącego przez urządzenie.

Efektywne polaryzacja ma fundamentalne znaczenie dla tranzystorów JFET używanych jako przełączniki lub wzmacniacze. Przyłożone napięcie bramka-źródło precyzyjnie reguluje szerokość obszaru zubożenia, zarządzając przepływem prądu przez kanał. Co więcej, polaryzacja tranzystorów JFET wpływa również na takie cechy, jak rezystancja drenu prądu przemiennego, która zwykle mieści się w zakresie kilkuset omów, oraz parametry, takie jak transkonduktancja i współczynnik wzmocnienia.

Właściwe polaryzacja zapobiega działaniu tranzystora JFET w niepożądanych stanach, takich jak nasycenie lub odcięcie, optymalizując jego wydajność i trwałość obwodów.