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Transistor de 
Efeito de Campo
ADRIELLE DE CARVALHO SANTANA
FET – field-effect transistor
 JFET -> classificado em canal n e p.
 MOSFET -> metal-óxido-semicondutor -> 
classificado em tipo depleção e intensificação.
FETs e MOSFETs de potência
 Tipicamente conduzir 2A ou mais de corrente.
 Dissipar 50W e ter tensões de ruptura maiores 
que 200V.
 Velocidades de chaveamento altas, como 5ns.
O JFET
 JFET -> Transistor de Efeito de Campo de Junção.
 Diferente do TBJ que é controlado por corrente, o JFET é 
controlado por tensão.
 A tensão aplicada no GATE controla a corrente que vai da 
FONTE para o DRENO.
 O TBJ tem maior ganho que o JFET.
 Em comparação ao TJB o JFET é mais estável a mudanças de 
temperatura e é menor (bom para CIs).
 O JFET é um componente UNIPOLAR: canal n ou canal p.
 
O JFET
 No JFET de canal n o fabricante difunde duas áreas 
de semicondutor tipo p no semicondutor tipo n.
 Contatos ligam as extremidades do material tipo n 
ao “dreno” (D, drain) e a “fonte” (S, source).
 Os materiais p estão conectados entre si e ao 
terminal da “porta” (G, gate).
 Em cada junção p-n tem-se uma região de 
depleção.
O JFET
 A porta (registro) por meio de um sinal aplicado (tensão), 
controla o fluxo de carga (elétrons) da fonte para o dreno.
O JFET
 Um bom contato ôhmico possibilita o comportamento linear de 
corrente vs tensão entre circuitos externos e dispositivos 
semicondutores. Além disso, um bom conato ôhmico deve ter 
baixa resistência e portanto deve resultar na redução da potência 
dissipada por efeito Joule.
Tensão positiva no Dreno 
(VGS=0V)
 Os elétrons do canal n tendem a ser atraídos 
para o dreno aumentando a camada de 
depleção. 
Sentido real da corrente
Tensão positiva no Dreno 
(VGS=0V)
 DDP entre G e S é zero logo a parte inferior da 
camada de depleção é semelhante a do JFET 
não polarizado.
 DDP entre G e D é maior que zero logo a 
camada de depleção na parte superior é maior 
diminuindo o fluxo de elétrons (corrente).
Tensão positiva no Dreno 
(VGS=0V)
Tensão positiva no Dreno 
(VGS=0V)
 Quando VDS = VP (apesar do termo pinch-off) existe uma corrente 
IDSS passando para o dreno saturada nesse valor. Para VDS>VP o 
JFET é uma fonte de corrente.
 Corrente do dreno é igual a da fonte.
Tensão positiva no Dreno (VGS< 
0V)
 Uma alimentação negativa VGS faz o mesmo 
efeito anterior aumentando a camada de 
depleção até a saturação da corrente e 
exigindo menor tensão VDS.
Tensão positiva no Dreno (VGS< 
0V)
 Quanto mais negativo o VGS 
menor é o valor de VDS que leva 
a corrente de saturação e 
menor a corrente no dreno.
 ID = 0 A quando |VGS |>=|VP| 
onde VP é negativa para canal n 
e positiva para cana p.
Tensão positiva no Dreno (VGS< 
0V)
 Na região da curva antes da saturação, temos um 
comportamento quase linear entre tensão e corrente como na Lei 
de Ohm. Nesse caso a resistência do JFET medida entre dreno e 
fonte funciona como em um potenciômetro podendo ser variada 
variando-se VDS de valores menores que VP. 
Onde r0 é a resistência com VGS=0 V.
JFET de canal p
 Corrente invertida ou fluxo de lacunas.
 O estreitamento do canal ocorre para tensões VGS > 
0V e VDS será negativa.
JFET de canal p
 Para valores elevados (negativos) de 
VDS tem-se uma região de ruptura 
onde qualquer aumento de VDS leva a 
grande aumento de ID sendo este 
limitado apenas pelo circuito externo.
 Isso ocorre nos dispositivos de canal n 
também (para valores positivos de 
VDS).
 O VDSmáx deve ser informado no 
datasheet e o projeto deve levar isso 
em conta para evitar a ruptura dado 
um VGS.
Representação
 Sentido convencional da corrente.
Resumo
Equação de Shockley
 TBJ
 JFET
Curva característica
Exemplo
 Pelos valores da curva anterior determine o valor de VGS que 
resulta numa corrente de dreno de 4,5 mA.
Colocando a equação em função de ID e VP
Observando a curva tem-se VP= -4 V e IDSS= 8 mA.
Relações
MOSFET - depleção
 Substrato de material tipo p.
 A porta é conectada ao canal n com contato 
metálico mas, diferente da fonte e do dreno, 
há uma separação feita por uma fina camada 
de dióxido de silício o qual estabelece 
campos elétricos opostos quando submetido 
a um campo externo.
Metal-oxido-semicondutor
MOSFET - depleção
  
A
MOSFET - depleção
 Para VGS=0 V. Sentido real da corrente.
MOSFET - depleção
 Para VGS < 0 V ocorre a depleção de elétrons do 
material n e “atração de lacunas”. Aqui 
ocorrem recombinações de modo que quanto 
mais negativa é VGS menor a quantidade de 
elétrons não recombinados que formam a 
corrente ID, diminuindo-a até o valor de pinch-
off.
 Para VGS > 0 V ocorre a atração de elétrons do 
substrato tipo p aumentando a corrente (ela 
aumenta a uma taxa maior devido a colisões 
que causam a liberação de mais elétrons).
 As curvas do MOSFET depleção são 
semelhantes às do JFET.
MOSFET
 A impedância alta de entrada torna esse dispositivo útil para a 
construção de amplificadores. Alguns CIs de amplificação contêm 
MOSFETs em sua construção.
 O Gate funciona como um capacitor. Uma pequena carga 
eletrostática pode se transformar em uma alta tensão nesse 
capacitor. Isso pode levar o dispositivo à ruptura. 
 Fabricantes podem proteger FETs de potência contra carga 
estática excessiva conectando um diodo Zener de 25V (exemplo) 
entre a porta e o substrato (terminal) que já vem dentro do 
encapsulamento do transistor.
 Sobre estrutura do componente, o substrato do transistor de 
potência pode ser conectado ao invólucro e aterrado. Isto faz 
com que o diodo Zener desvie transitórios de tensão fora da 
faixa de -0,7V a +25V.
MOSFET
 Não funciona bem para amplificação de sinais pequenos como de 
rádio. O JFET ou TJB são mais indicados.
 É mais rápido que o TJB.
 Trabalha com correntes mais altas que o TJB.
MOSFET - depleção
MOSFET - depleção
 Para o dispositivo da curva mostrada, uma tensão VGS=4 V 
teríamos uma corrente ID=22,4 mA. 
 È importante ficar de olho na corrente máxima suportada.
MOSFET - depleção
 Na curva essa é a região 
conhecida como região 
de intensificação no 
transistor MOSFET 
tipo depleção.
 A equação de Shockley 
pode ser utilizada 
normalmente para esse 
transistor.
MOSFET - Exemplo
MOSFET – depleção de canal p
 A construção é exatamente o oposto do de canal n.
 As polaridades das tensões e sentidos das correntes são 
invertidos apenas.
MOSFET – depleção - SÍMBOLO
MOSFET – intensificação de canal n 
 No geral é semelhante ao MOSFET depleção mas 
não possui o canal entre dreno e fonte de material 
tipo n.
 O terminal da porta agora está “ligado” ao terminal 
tipo p pela mesma camada de dióxido de silício.
MOSFET - intensificação de canal n 
 Quando VGS=0V e VDS>0 V não há corrente entre 
dreno e fonte pois não há mais um caminho n.
 Com VDS e VGS maiores que 0V as lacunas na 
porta são repelidas para outras áreas do 
substrato e elétrons do substrato atraídos para a 
porta. Devido ao SiO2 ser um dielétrico eles não 
passam para o terminal da porta se acumulando 
perto dela apenas.
 Assim, induz-se uma região n, aplicando-se 
tensão VGS suficiente. Essa tensão VGS específica 
que possibilita a corrente ID é chamada de 
tensão de limiar (VT ou VGS(Th)).
MOSFET - intensificação de canal n 
 Para valores de VGS menores do que VT a corrente de 
dreno do MOSFET intensificação é 0 mA.
 Aumentando VGS acima de VT a corrente ID aumenta. 
Mantendo VGS constante e variando-se VDS chega-se a 
uma corrente de saturação assim como no JFET. Isso 
ocorre porque a região VDG fica menos negativa 
reduzindo o canal induzido n.
MOSFET - intensificação de canal n 
MOSFET - intensificação de canal n 
 Equações do MOSFET intensificação
 Onde “k” é uma constante calculada conforme a equação a 
seguir utilizando valores de ID e VGS de um ponto qualquer da 
curva do transistor desde que ele já esteja ligado (passando 
corrente).MOSFET - intensificação de canal p 
MOSFET - intensificação
 Símbolos
MOSFET
Para MOSFET de canal n, a diferença entre a tensão do Gate e da 
a da Source deve ser maior que a tensão de limiar (Vt) para se 
ter condução de corrente.
Para o MOSFET de canal p, a diferença entre a tensão do Gate e 
da Source deve ser menor que a tensão de limiar para se ter 
condução de corrente 
CMOS
 Arranjo MOSFET complementar (CMOS).
 Dispositivo composto de um MOSFET de canal n e um MOSFET de 
canal p.
 Alta impedância de entrada, rápido chaveamento e pouco 
consumo de potência.
 Intensamente empregado em circuitos digitais.
Polarizações
Polarizações
Polarizações
Polarizações
IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor
O IGBT é um semicondutor 
de potência que alia as 
características de 
chaveamento dos 
transistores bipolares com 
a alta impedância dos 
MOSFETs apresentando 
baixa tensão de saturação 
e alta capacidade de 
corrente. 
IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor
IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor
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