Cos'è un FET (Field

Un transistor ad effetto di campo (FET) è un tipo di transistor che utilizza un campo elettrico per controllare il flusso di corrente attraverso un canale a semiconduttore. I FET sono ampiamente utilizzati nei circuiti elettronici grazie alla loro elevata impedenza di ingresso, bassa impedenza di uscita e alto guadagno.

I FET hanno tre terminali: source (S), drain (D) e gate (G). Quando applichiamo una tensione al gate, si crea un campo elettrico che attrae o respinge i portatori di carica (elettroni o lacune) nella regione del canale. Se i portatori di carica vengono attratti o respinti dipende dalla polarità della tensione. Il processo di applicazione di una tensione al gate del FET controlla la conduttività del canale e il flusso di corrente tra i terminali source e drain.

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Un FET è un dispositivo controllato in tensione. Ciò significa che la sua corrente di uscita è controllata dalla tensione che applichiamo al suo terminale di gate.

I FET hanno un'impedenza di ingresso molto elevata, il che significa che non sovraccaricano la sorgente del segnale e possono essere utilizzati come amplificatori buffer. L'uso dei FET come amplificatori buffer può aiutare a prevenire la distorsione del segnale e migliorare la qualità complessiva dell'uscita del circuito. Inoltre, i FET sono efficienti dal punto di vista energetico, il che li rende una scelta interessante per i dispositivi alimentati a batteria.

I FET sono dispositivi unipolari, il che significa che utilizzano solo un tipo di portatore di carica (elettroni o lacune) per controllare il flusso di corrente. L'alternativa a un dispositivo unipolare è un dispositivo bipolare. A differenza di un dispositivo unipolare come un FET, un dispositivo bipolare come un transistor a giunzione bipolare (BJT) utilizza sia elettroni che lacune per controllare il flusso di corrente. I dispositivi bipolari hanno un elevato guadagno di corrente e possono gestire livelli di potenza più elevati, il che li rende adatti per applicazioni di amplificazione di potenza.

Source, drain e gate sono i tre terminali di un FET. La sorgente e il drenaggio sono collegati al canale, mentre il gate controlla il flusso di corrente attraverso il canale.

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Possiamo controllare la conduttività del canale in un FET tramite la tensione che applichiamo al gate. In un FET a canale n, una tensione positiva applicata al gate attirerà gli elettroni nel canale e ne aumenterà la conduttività. In un FET a canale p, una tensione negativa applicata al gate attirerà i fori sul canale e ne aumenterà la conduttività.

In un JFET, il canale è costituito da un materiale semiconduttore e ha due regioni a ciascuna estremità. Questi sono conosciuti come terminali di sorgente e di drenaggio. Il cancello è una giunzione PN formata perpendicolarmente al canale. Il terminale di gate è polarizzato al contrario. Ciò crea una regione di svuotamento che controlla la larghezza del canale. Quando applichiamo una tensione al gate, la regione di svuotamento si allarga, riducendo così la larghezza del canale e la corrente che lo attraversa.

Similmente ai JFET, anche nei MOSFET il canale è formato da un materiale semiconduttore e presenta due regioni alle due estremità, note come terminali di source e drain. In un MOSFET, tuttavia, il gate è separato dal canale da un sottile strato isolante, tipicamente costituito da biossido di silicio. Non appena viene applicata una tensione al gate, si crea un campo elettrico che attrae o respinge i portatori di carica nel canale, a seconda della polarità della tensione. Questo processo controlla la larghezza del canale e il flusso di corrente tra i terminali source e drain.

I MOSFET possono essere ulteriormente classificati in due sottotipi: MOSFET in modalità di miglioramento e in modalità di svuotamento.

Nei MOSFET in modalità potenziamento, il canale è normalmente spento ed è necessario applicare una tensione positiva al gate per accenderlo.

Nei MOSFET a esaurimento, il canale è normalmente attivo ed è necessario applicare una tensione negativa al gate per spegnerlo.

I FET presentano numerosi vantaggi rispetto ad altri tipi di transistor, che li rendono popolari in una varietà di applicazioni elettroniche.