Junction Field-Effect Transistor (JFET)

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Junction Field-Effect Transistor (JFET)
Prof. Carlos Fernando Teodósio Soares
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
ESCOLA POLITÉCNICA
Departamento de Engenharia Eletrônica e de Computação
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 1/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Efeito de Campo Elétrico em uma Junção PN
Em uma junção PN reversamente polarizada, o campo elétrico produzido pela fonte
de tensão é capaz de modificar a largura da região de depleção:
E EV
VR
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 2/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Efeito de Campo Elétrico em uma Junção PN
Em uma junção PN reversamente polarizada, o campo elétrico produzido pela fonte
de tensão é capaz de modificar a largura da região de depleção:
E EV
VR
IS
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 2/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Construção F́ısica do JFET
JFET de Canal N
D
S
G
JFET de Canal P
D
S
G
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 3/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Construção F́ısica do JFET
JFET de Canal N
D
S
G
JFET de Canal P
D
S
G
Terminais do JFET
G → Gate (Porta)
D → Drain (Dreno)
S → Source (Fonte)
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Construção F́ısica do JFET
JFET de Canal N
D
S
G
D
S
G
JFET de Canal P
D
S
G
D
S
G
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 3/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Operação F́ısica do JFET de Canal N
D
S
G
VDS
ID
VDS
Em um JFET as junções PN devem estar sempre despolarizadas ou polarizadas
reversamente.
Se uma tensão VDS for aplicada entre os terminais de dreno (D) e fonte (S) do
dispositivo, haverá condução de corrente elétrica?
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Operação F́ısica do JFET de Canal N
D
S
G
VDS
ID
0
ID
VDS
O semicondutor tipo N forma um canal para a condução de corrente elétrica
entre os terminais de dreno (D) e fonte (S).
Neste modo, o JFET funcionará como um resistor, cuja resistência é igual à do
canal N. Isso faz com que a relação entre ID e VDS seja aproximadamente linear
para pequenos valores de VDS .
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Operação F́ısica do JFET de Canal N
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
Ao aplicar uma tensão VGS < 0, polarizando as junções PN reversamente,
observaremos um aumento na largura da região de depleção e,
consequentemente, um estreitamento do canal de condução.
Com o estreitamento do canal, a resistência elétrica apresentada pelo JFET irá
aumentar, modificando a curva caracteŕıstica ID ×VDS .
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Operação F́ısica do JFET de Canal N
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
Dessa forma, o JFET funcionará como um resistor controlado pela tensão
VGS < 0, onde a resistência elétrica do dispositivo será tão maior quanto mais
negativa for a tensão VGS .
Como as junções PN estão reversamente polarizadas, a corrente de porta (gate)
será aproximadamente nula (exceto pelas correntes de fuga).
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Operação F́ısica do JFET de Canal N
D
S
G
VDS
VGS
0 ID
VDS
Se a tensão VGS atingir o valor limite VP < 0, a região de depleção será tão
larga que o canal de condução de corrente entre dreno (D) e fonte (S) será
totalmente estrangulado, fazendo com que ID = 0 e a resistência do JFET seja
infinita (circuito aberto).
A tensão VP < 0 é denominada tensão de pinch-off, e o JFET funcionará como
um circuito aberto para tensões VGS ≤ VP < 0.
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Operação F́ısica do JFET de Canal N
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
Para garantir que o JFET apresente uma corrente de dreno ID 6= 0, deveremos
manter VP < VGS < 0.
A partir de agora, vamos manter a tensão VGS fixa e vamos variar a tensão VDS
para verificar a sua influência na operação f́ısica do JFET.
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Operação F́ısica do JFET de Canal N
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
Com uma tensão VDS > 0, teremos que VGD < VGS < 0. Assim, a região de
depleção será mais larga nas proximidades do dreno (D) do que nas
proximidades da fonte (S).
Com o aumento de VDS , o canal sofrerá um estreitamento nas proximidades do
dreno, aumentando progressivamente a resistência do canal. Assim, a derivada
das curvas ID ×VDS (condutância) irá diminuir com o aumento de VDS .
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Operação F́ısica do JFET de Canal N
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
Quando a tensão VDS for elevada o suficiente para fazer com que VGD ≤ VP < 0,
o canal será estrangulado apenas nas proximidades do dreno (D).
Nessa situação, o campo elétrico na pequena região onde o canal está
estrangulado irá superar o campo elétrico da região de depleção. Esse campo
elétrico impulsiona os elétrons do canal através da região estrangulada,
mantendo a corrente ID saturada em um valor limite.
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Construção e Operação F́ısica
Operação F́ısica do JFET de Canal N
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
A tensão VDS a partir da qual a corrente ID satura é dada por:
VGD ≤ VP ∴ VG −VD ≤ VP
VG −VS − (VD −VS ) ≤ VP ∴ VGS −VDS ≤ VP
VDS ≥ VGS −VP
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modos de Operação do JFET
De acordo com a operação f́ısica do JFET, identificamos três modos de operação:
Modo de Corte
Quando temos VGS ≤ VP < 0, o canal estará completamente estrangulado e teremos
ID = 0 independentemente da tensão VDS . Nesse modo de operação, o JFET opera
como um circuito aberto.
Modo de Triodo
Quando temos VP < VGS < 0, o canal estará aberto e teremos ID 6= 0. Nesse modo
de operação, o JFET opera como um resistor controlado pela tensão VGS , assim
como as antigas válvulas triodo. Para isso acontecer, devemos ter VDS < VGS −VP
para que o canal não esteja estrangulado nas proximidades do dreno.
Modo de Saturação
Nesse modo de operação, também teremos VP < VGS < 0, para que o canal esteja
aberto e ID 6= 0. Entretanto, nesse modo de operação, a corrente ID estará saturada
em um valor limite em virtude do estrangulamento do canal nas proximidades do
terminal de dreno. Para isso acontecer, deveremos ter VDS ≥ VGS −VP .
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modos de Operação do JFET
De acordo com a operação f́ısica do JFET, identificamos três modos de operação:
Modo de Corte
Quando temos VGS ≤ VP < 0, o canal estará completamente estrangulado e teremos
ID = 0 independentemente da tensão VDS . Nesse modo de operação, o JFET opera
como um circuito aberto.
Modo de Triodo
Quando temos VP < VGS < 0, o canal estará aberto e teremos ID 6= 0. Nesse modo
de operação, o JFET opera como um resistor controlado pela tensão VGS , assim
como as antigas válvulas triodo. Para isso acontecer, devemos ter VDS < VGS −VP
para que o canal não esteja estrangulado nas proximidades do dreno.
Modo de Saturação
Nesse modo de operação, também teremos VP < VGS < 0, para que o canal estejaaberto e ID 6= 0. Entretanto, nesse modo de operação, a corrente ID estará saturada
em um valor limite em virtude do estrangulamento do canal nas proximidades do
terminal de dreno. Para isso acontecer, deveremos ter VDS ≥ VGS −VP .
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 5/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modos de Operação do JFET
De acordo com a operação f́ısica do JFET, identificamos três modos de operação:
Modo de Corte
Quando temos VGS ≤ VP < 0, o canal estará completamente estrangulado e teremos
ID = 0 independentemente da tensão VDS . Nesse modo de operação, o JFET opera
como um circuito aberto.
Modo de Triodo
Quando temos VP < VGS < 0, o canal estará aberto e teremos ID 6= 0. Nesse modo
de operação, o JFET opera como um resistor controlado pela tensão VGS , assim
como as antigas válvulas triodo. Para isso acontecer, devemos ter VDS < VGS −VP
para que o canal não esteja estrangulado nas proximidades do dreno.
Modo de Saturação
Nesse modo de operação, também teremos VP < VGS < 0, para que o canal esteja
aberto e ID 6= 0. Entretanto, nesse modo de operação, a corrente ID estará saturada
em um valor limite em virtude do estrangulamento do canal nas proximidades do
terminal de dreno. Para isso acontecer, deveremos ter VDS ≥ VGS −VP .
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modos de Operação do JFET
De acordo com a operação f́ısica do JFET, identificamos três modos de operação:
Modo de Corte
Quando temos VGS ≤ VP < 0, o canal estará completamente estrangulado e teremos
ID = 0 independentemente da tensão VDS . Nesse modo de operação, o JFET opera
como um circuito aberto.
Modo de Triodo
Quando temos VP < VGS < 0, o canal estará aberto e teremos ID 6= 0. Nesse modo
de operação, o JFET opera como um resistor controlado pela tensão VGS , assim
como as antigas válvulas triodo. Para isso acontecer, devemos ter VDS < VGS −VP
para que o canal não esteja estrangulado nas proximidades do dreno.
Modo de Saturação
Nesse modo de operação, também teremos VP < VGS < 0, para que o canal esteja
aberto e ID 6= 0. Entretanto, nesse modo de operação, a corrente ID estará saturada
em um valor limite em virtude do estrangulamento do canal nas proximidades do
terminal de dreno. Para isso acontecer, deveremos ter VDS ≥ VGS −VP .
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Corte
D
S
G
VDS
VGS
0 ID
VDS
Condição de Operação e Modelo Matemático
VGS ≤ VP < 0
Como o canal se encontra completamente estrangulado, teremos:
ID = 0,
independentemente da tensão VDS .
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Triodo
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
Condições de Operação {
VP < VGS < 0
VDS < VGS −VP
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Triodo
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
Modelo Matemático
No modo de triodo, a corrente de dreno será dada por:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
−VDS
VP
)
−
(
VDS
VP
)2]
onde IDSS (Drain to Source Saturation Current) é um parâmetro do JFET.
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Saturação
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
Condições de Operação {
VP < VGS < 0
VDS ≥ VGS −VP
Com o estrangulamento do canal nas proximidades do terminal de dreno, a corrente
ID satura no valor limite atingido no ponto onde o JFET muda de operação do modo
de triodo para o modo de saturação.
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Saturação
O valor de saturação da corrente ID é atingido quando o JFET, operando no modo
de triodo, atinge o limiar VDS = VGS −VP .
Assim, substituindo esse valor de VDS em:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
−VDS
VP
)
−
(
VDS
VP
)2]
Obteremos:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
VP −VGS
VP
)
−
(
VGS −VP
VP
)2]
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
1− VGS
VP
)
−
(
1− VGS
VP
)2]
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Saturação
O valor de saturação da corrente ID é atingido quando o JFET, operando no modo
de triodo, atinge o limiar VDS = VGS −VP .
Assim, substituindo esse valor de VDS em:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
−VDS
VP
)
−
(
VDS
VP
)2]
Obteremos:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
VP −VGS
VP
)
−
(
VGS −VP
VP
)2]
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
1− VGS
VP
)
−
(
1− VGS
VP
)2]
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Saturação
O valor de saturação da corrente ID é atingido quando o JFET, operando no modo
de triodo, atinge o limiar VDS = VGS −VP .
Assim, substituindo esse valor de VDS em:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
−VDS
VP
)
−
(
VDS
VP
)2]
Obteremos:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
VP −VGS
VP
)
−
(
VGS −VP
VP
)2]
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
1− VGS
VP
)
−
(
1− VGS
VP
)2]
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Saturação
O valor de saturação da corrente ID é atingido quando o JFET, operando no modo
de triodo, atinge o limiar VDS = VGS −VP .
Assim, substituindo esse valor de VDS em:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
−VDS
VP
)
−
(
VDS
VP
)2]
Obteremos:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
VP −VGS
VP
)
−
(
VGS −VP
VP
)2]
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
1− VGS
VP
)
−
(
1− VGS
VP
)2]
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Saturação
O valor de saturação da corrente ID é atingido quando o JFET, operando no modo
de triodo, atinge o limiar VDS = VGS −VP .
Assim, substituindo esse valor de VDS em:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
−VDS
VP
)
−
(
VDS
VP
)2]
Obteremos:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
VP −VGS
VP
)
−
(
VGS −VP
VP
)2]
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
1− VGS
VP
)
−
(
1− VGS
VP
)2]
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Saturação
D
S
G
VDS
VGS
ID ID
VDS
Modelo Matemático
No modo de saturação, a corrente de dreno será dada por:
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Modo de Saturação
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VGS
IDSS
VP
Modelo Matemático
No modo de saturação, a corrente de dreno será dada por:
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Curvas Caracteŕısticas do JFET
A transição entre o modo de triodo e o
modo de saturação acontece quando
VDS = VGS −VP . Nessa situação, a
corrente ID satura em:
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
ID
VDS
Assim, substituindo VGS = VDS + VP na equação da corrente de saturação ID ,
obteremos a curva que define a fronteira entre os modos de triodo e de saturação no
gráfico ID ×VDS :
ID = IDSS ·
(
1− VDS + VP
VP
)2
ID = IDSS ·
(
VDS
VP
)2
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 11/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Curvas Caracteŕısticas do JFET
A transição entre o modo de triodo e o
modo de saturação acontece quando
VDS = VGS −VP . Nessa situação, a
corrente ID satura em:
ID = IDSS·
(
1− VGS
VP
)2
ID
VDS
Assim, substituindo VGS = VDS + VP na equação da corrente de saturação ID ,
obteremos a curva que define a fronteira entre os modos de triodo e de saturação no
gráfico ID ×VDS :
ID = IDSS ·
(
1− VDS + VP
VP
)2
ID = IDSS ·
(
VDS
VP
)2
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Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Curvas Caracteŕısticas do JFET
A transição entre o modo de triodo e o
modo de saturação acontece quando
VDS = VGS −VP . Nessa situação, a
corrente ID satura em:
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
ID
VDS
Assim, substituindo VGS = VDS + VP na equação da corrente de saturação ID ,
obteremos a curva que define a fronteira entre os modos de triodo e de saturação no
gráfico ID ×VDS :
ID = IDSS ·
(
1− VDS + VP
VP
)2
ID = IDSS ·
(
VDS
VP
)2
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 11/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Curvas Caracteŕısticas do JFET
A transição entre o modo de triodo e o
modo de saturação acontece quando
VDS = VGS −VP . Nessa situação, a
corrente ID satura em:
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
ID
VDS
Assim, substituindo VGS = VDS + VP na equação da corrente de saturação ID ,
obteremos a curva que define a fronteira entre os modos de triodo e de saturação no
gráfico ID ×VDS :
ID = IDSS ·
(
1− VDS + VP
VP
)2
ID = IDSS ·
(
VDS
VP
)2
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 11/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Efeito Early no JFET
No modo de saturação, a corrente ID apresenta uma dependência com relação à
tensão VDS . Isso acontece porque o campo elétrico que impulsiona os elétrons do
canal através da região estrangulada depende da tensão VDS :
VDS
VDS
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 12/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Efeito Early no JFET
Assim, com o aumento da tensão VDS , ocorre um ligeiro aumento na corrente ID :
ID
VDS
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 13/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Efeito Early no JFET
Assim, com o aumento da tensão VDS , ocorre um ligeiro aumento na corrente ID :
ID
VDSVA
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 13/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Efeito Early no JFET
Assim, com o aumento da tensão VDS , ocorre um ligeiro aumento na corrente ID :
ID
VDSVA
Para incluir o Efeito Early no modelo do JFET no modo de saturação, altera-se a
equação da corrente de dreno ID :
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 13/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Modos de Operação do JFET
Efeito Early no JFET
Assim, com o aumento da tensão VDS , ocorre um ligeiro aumento na corrente ID :
ID
VDSVA
Para incluir o Efeito Early no modelo do JFET no modo de saturação, altera-se a
equação da corrente de dreno ID :
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
· (1 + λ ·VDS )
onde o fator λ = 1
VA
.
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 13/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Operação F́ısica do JFET de Canal P
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VDS
Em um JFET as junções PN devem estar sempre despolarizadas ou polarizadas
reversamente. Portanto, em um JFET de canal P deveremos ter VGS ≥ 0.
O semicondutor tipo P forma um canal para a condução de corrente elétrica
entre os terminais de dreno (D) e fonte (S). O terminal de fonte é definido como
sendo o ponto de partida dos portadores majoritários de carga (buracos), que
serão “drenados” pelo terminal de dreno. Por essa razão, no JFET de canal P
teremos VDS ≤ 0.
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 14/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Operação F́ısica do JFET de Canal P
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VDS
Neste modo, o JFET funcionará como um resistor, cuja resistência é igual à do
canal P. Isso faz com que a relação entre ID e VDS seja aproximadamente linear
para pequenos valores de VDS .
Ao aplicar uma tensão VGS < 0, polarizando as junções PN reversamente,
observaremos um estreitamento do canal de condução e, consequentemente, um
aumento na resistência elétrica apresentada pelo JFET, modificando a curva
caracteŕıstica ID ×VDS .
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 14/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Operação F́ısica do JFET de Canal P
D
S
G
VDS
VGS
0 ID
VDS
Se a tensão VGS atingir o valor limite VP > 0, a região de depleção será tão
larga, que o canal de condução de corrente entre dreno (D) e fonte (S) será
totalmente estrangulado, fazendo com que ID = 0 e a resistência do JFET seja
infinita (circuito aberto).
A tensão VP > 0 é denominada tensão de pinch-off, e o JFET funcionará como
um circuito aberto para tensões VGS ≥ VP .
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 14/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Operação F́ısica do JFET de Canal P
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VDS
Com uma tensão VDS < 0, teremos que 0 < VGS < VGD . Assim, a região de
depleção será mais larga nas proximidades do dreno (D) do que nas
proximidades da fonte (S).
Com o aumento de |VDS |, o canal sofrerá um estreitamento nas proximidades do
dreno, aumentando progressivamente a resistência do canal. Assim, a derivada
das curvas ID ×VDS (condutância) irá diminuir com o aumento de |VDS |.
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 14/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Operação F́ısica do JFET de Canal P
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VDS
Quando a tensão |VDS | for elevada o suficiente para fazer com que VGD ≥ VP , o
canal será estrangulado apenas nas proximidades do dreno (D).
Nessa situação, o campo elétrico na pequena região onde o canal está
estrangulado irá superar o campo elétrico da região de depleção. Esse campo
elétrico impulsiona os elétrons do canal através da região estrangulada,
mantendo a corrente ID saturada em um valor limite.
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 14/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Operação F́ısica do JFET de Canal P
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VDS
A tensão VDS a partir da qual a corrente ID satura é dada por:
VGD ≥ VP ∴ VG −VD ≥ VP
VG −VS − (VD −VS ) ≥ VP ∴ VGS −VDS ≥ VP
VDS ≤ VGS −VP
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 14/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Modo de Corte
D
S
G
VDS
VGS
0 ID
VDS
Condição de Operação e Modelo Matemático
0 < VP ≤ VGS
Como o canal se encontra completamente estrangulado, teremos:
ID = 0,
independentemente da tensão VDS .
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 15/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Modo de Triodo
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VDS
Condições de Operação {
0 < VGS < VP
VDS > VGS −VP
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 16/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Modo de Triodo
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VDS
Modelo Matemático
No modo de triodo, a corrente de dreno será dada por:
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
−VDS
VP
)
−
(
VDS
VP
)2]
onde IDSS (Drain to Source Saturation Current) é um parâmetro do JFET.
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 16/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Modo de Saturação
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VDS
Condições de Operação {
0 < VGS < VP
VDS ≤ VGS −VP
Com o estrangulamento do canal nas proximidades do terminal de dreno, a corrente
ID satura no valor limite atingido no ponto onde o JFET muda de operação do modo
de triodo para o modo de saturação.
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 17/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) O JFET de Canal P
Modo de Saturação
D
S
G
VDS
VGS
ID
ID
VDS
Modelo Matemático
No modo de saturação, a corrente de dreno será dada por:
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 17/20Junction Field-Effect Transistor (JFET) Resumo JFET
Resumo - Modo de Corte
JFET de Canal N
D
S
G
{
VGS ≤ VP < 0
∀VDS > 0
JFET de Canal P
D
S
G
{
0 < VP ≤ VGS
∀VDS < 0
Corrente de Dreno no Modo de Corte
ID = 0
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 18/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Resumo JFET
Resumo - Modo de Triodo
JFET de Canal N
D
S
G
{
VP < VGS < 0
VDS < VGS −VP
JFET de Canal P
D
S
G
{
0 < VGS < VP
VDS > VGS −VP
Corrente de Dreno no Modo de Triodo
ID = IDSS ·
[
2 ·
(
1− VGS
VP
)
·
(
−VDS
VP
)
−
(
VDS
VP
)2]
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 19/20
Junction Field-Effect Transistor (JFET) Resumo JFET
Resumo - Modo de Saturação
JFET de Canal N
D
S
G
{
VP < VGS < 0
VDS ≥ VGS −VP
JFET de Canal P
D
S
G
{
0 < VGS < VP
VDS ≤ VGS −VP
Corrente de Dreno no Modo de Saturação
ID = IDSS ·
(
1− VGS
VP
)2
Eletrônica II Prof. Carlos Teodósio 20/20
	Junction Field-Effect Transistor (JFET)
	Construção e Operação Física
	Modos de Operação do JFET
	O JFET de Canal P
	Resumo JFET