24 Maggio 2022

Transistor a effetto di campo: tipi, caratteristiche e applicazioni

Tra i transistor, i transistor a effetto di campo, altrimenti noti come transistor unipolari, sono attualmente i più comuni. Il loro principio di applicazione e funzionamento è più semplice rispetto a quello dei transistor bipolari. Quali sono le caratteristiche di un transistor a effetto campo, i suoi tipi e le sue applicazioni?


Caratteristiche di un transistor a effetto di campo

Tutti i transistor sono elementi che consentono il controllo di un flusso di carica elettrica. Tuttavia, a differenza dei transistor bipolari, i transistor a effetto di campo eseguono questa operazione tramite un campo elettromagnetico anziché tramite uno strato debolmente drogato (base) tra l’emettitore e il collettore. Questo campo è generato da una tensione applicata al gate, che ha la stessa funzione della base nei transistor bipolari.

 

Il ruolo del semiconduttore drogato è svolto da un cristallo. La tensione applicata al gate induce un campo elettromagnetico aggiuntivo nel cristallo. Questo, a sua volta, modifica la sezione trasversale effettiva del canale attraverso il quale scorre la corrente. Questo produce una variazione della resistenza drain-source.

 

I transistor a effetto di campo sono quindi caratterizzati dall’assenza di giunzioni conduttive, senza che la corrente entri o esca dal gate, con conseguente elevata resistenza di ingresso (misurata in megaohm). Si tratta di una caratteristica preziosa, soprattutto quando si utilizzano transistor unipolari negli interruttori analogici.

 

Simboli dei transistor a effetto di campo e nomi degli elettrodi:

  • G – cancello
  • D – scarico
  • S – fonte

Tuttavia, i MOSFET (transistor a giunzione metallo-ossido-semiconduttore), a differenza dei JEFT (transistor a giunzione p-n), hanno un elettrodo B in più, il cosiddetto bulk.

Tipi di transistor a effetto di campo

La classificazione dei transistor a effetto di campo comprende ben 6 tipi di elementi, di cui solo 5 sono pratici. La classificazione di base è quella dei transistor a effetto di campo:

  • tipo a giunzione (JFET)
  • Transistor ad effetto di campo a gate isolato (IGFET)

I transistor a giunzione a effetto di campo si dividono in transistor a giunzione m-s (MSFET) e transistor a giunzione PN (PNFET). I transistor a effetto di campo con gate si dividono in transistor a film sottile (FTF) e transistor MOS (MOSFET), ulteriormente suddivisi in transistor a canale impoverito e transistor a canale potenziato.

 

Transistor a effetto di campo – applicazioni

I transistor https://www.tme.eu/it/katalog/transistori_112825/ a effetto di campo più utilizzati oggi sono i MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Grazie alla loro costruzione e al loro principio di funzionamento, è possibile collegare direttamente molti transistor in parallelo, il che consente di costruire circuiti integrati complessi e multi-elemento di dimensioni ridotte.

 

Sono caratterizzati da una richiesta di corrente molto bassa. Questo li rende ideali per l’uso come interruttori e amplificatori e nei sistemi a bassa tensione. Una delle applicazioni più diffuse è quella delle moderne tecnologie digitali, ovvero chip di memoria, microprocessori e porte CMOS.

 

In generale, i transistor a effetto campo possono essere utilizzati come resistenze di controllo della tensione, interruttori analogici e amplificatori, compresi quelli differenziali e a bassa frequenza. A seconda del tipo specifico, i transistor a effetto campo sono ideali per i circuiti integrati sia analogici che digitali.

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