Estudo dos Transistores de Efeito de Campo

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Eletrônica Geral
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Esp. Diego Bomfim Pedretti 
Revisão Textual:
Prof. Me. Claudio Brites
Estudo dos Transistores de Efeito de Campo
• Transistores de Efeito de Campo (FET);
• Construção e Operação do JFET;
• Métodos de Polarização.
 · Verificar o funcionamento dos transistores de efeito de campo e 
suas aplicações.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Estudo dos Transistores de Efeito de Campo
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você 
também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão 
sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e 
de aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Estudo dos Transistores de Efeito de Campo
Transistores de Efeito de Campo (FET)
n-channel p-channel
FET
Field-E�ect Transistor
gate gate
drain drain
source source
Figura 1 – Símbolo do FET
Figura 2 – Polarização do FET
Os Transistores de Efeito de Campo (FET), do inglês field effect transistor, 
diferem dos transistores comuns nestas características:
1. Sua fabricação é simples e ocupa menos espaço, pois, quando integrados, 
ocupam menos espaço na pastilha do que o bipolar. São amplamente uti-
lizados para a integração em larga escala (LSI);
2. Em algumas configurações dos MOSFET, esses atuam como elementos 
resistivos controlados por tensão e com a diferença de ocuparem menor 
espaço físico do que seus iguais;
3. Zin (impedância de entrada alta), possibilitando que a carga armazenada 
permaneça por tempo suficiente para que o dispositivo seja utilizável como 
elemento de memória em circuitos digitais;
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4. Dissipam potências elevadas e podem comutar grandes correntes em al-
guns nano segundos;
5. Menos ruidosos do que os bipolares e mais adequados para estágios de 
entrada de amplifi cadores;
6. As principais desvantagens do FET são apresentar uma banda de ganho 
relativamente pequena em comparação com o bipolar e maior susceptibili-
dade a danos quando manuseado, porque teme eletricidade estática. Deve 
ser sempre manuseado com pulseira antitética. Possui altíssima impedân-
cia de entrada, comparada aos transistores bipolares. Como no caso do 
Transistor Bipolar de junção, a tensão entre dois terminais do FET contro-
la a corrente que circula pelo terceiro terminal. Correspondentemente ao 
FET, pode ser usado tanto como amplifi cador quanto como uma chave. 
Seu nome tem origem no seu princípio de operação. O controle é baseado 
no campo elétrico estabelecido pela tensão aplicada no terminal de con-
trole. Pode ser utilizado tanto em circuitos analógicos como digitais – nesse 
último, seu emprego é muito grande.
O JFET (Field EfFect Transistor) é um componente de três terminais utilizado 
em: pré-amplificador de vídeo para câmeras de TV, estágios amplificadores de RF 
para receptores de comunicações, instrumentos de medição etc., que realiza muitas 
das funções do transistor bipolar.
A maior diferença entre os dois tipos de transistores é: o transistor bipolar é 
controlado por corrente, e o JFET é controlado por tensão. Dessa forma, pode-
mos afirmar que a corrente IC do transistor bipolar de junção é função direta do 
nível IB; e, para o JFET, a corrente ID será função direta da tensão VGS aplicada 
ao circuito de entrada. Note que, em ambos os casos, a corrente de saída está 
sendo controlada por algum parâmetro de circuito de entrada – em um caso, o 
nível de corrente e, no outro, a tensão aplicada.
Existem transistores de efeito de campo de canal n e canal p. Entretanto, é im-
portante observar que o transistor bipolar é um dispositivo bipolar, e o JFET é um 
dispositivo unipolar.
O FET tem alta impedância de entrada, com valores maiores que 1MΩ. Essa 
característica garante seu emprego em projetos de amplificadores lineares. Tendo 
o transistor bipolar maior sensibilidade de entrada, os ganhos de tensão dos ampli-
ficadores adquiridos com a utilização dos transistores bipolares são superiores aos 
adquiridos com FET que possuem maior estabilidade térmica. 
Existem dois tipos básicos: o FET de junção (ou JFET) e o FET de porta isola-
da (ou IGFET), também denominado de MOSFET, o qual pode ser de dois tipos: 
MOSFET de depleção e os de intensificação – esses, por sua vez, serão estudados 
na sequência. O transistor MOSFET tornou-se um dos dispositivos mais usados na 
construção dos circuitos integrados (CI), empregados nos computadores digitais, 
porque, além de outras características, são mais estáveis termicamente.
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UNIDADE Estudo dos Transistores de Efeito de Campo
Construção e Operação do JFET
Existem dois tipos: Canal N e Canal P, sua estrutura consiste numa barra de 
material semicondutor N (ou P), envolvida no centro com material P (ou N). A 
região N (ou P) é chamada de canal por influir na corrente controlada. A maior 
parte da estrutura é composta do material do tipo n, formando o canal entre as 
camadas imersas de material do tipo p. A parte superior do canal do tipo n está 
conectado por contatos ôhmicos ao terminal denominado dreno (D), enquanto que 
a parte inferior do mesmo material está conectada ao terminal denominado fonte 
(S). Os dois materiais tipo p estão ligados entre si e ao terminal porta (G).
Figura 3 – Construção do JFET – gate = porta, drain = dreno, source = fonte
No componente, o dreno e a fonte estão conectados aos extremos do canal n 
e a porta, às duas camadas do material do tipo p. Portanto, deverá haver um fluxo 
de elétrons da Fonte (S) para o Dreno (D), onde esse, por sua vez, através de um 
potencial aplicado, deverá ser controlado pela Porta (G).
Assista a este vídeo para que você possa ter uma base para entender o que é um JET: 
https://youtu.be/Jz4VPtkbQygEx
pl
or
Quando aplicamos uma tensão positiva VDS no do canal, e conectamos a porta 
diretamente, a fonte estabelece a condição VGS = 0 v, e obtém-se a porta (G) e a 
fonte (S) no mesmo potencial.
Quando uma tensão VDD =VDS é aplicada, os elétrons fluem para o terminal de 
dreno, estabelecendo uma corrente convencional ID, com o sentido definido pelo 
fluxo de corrente. O caminho do fluxo de cargas revela claramente que as correntes 
de dreno e fonte são equivalentes (ID = IS).
Devemos observar que a região de depleção é mais larga na parte superior, em 
ambos os materiais do tipo p. Esse fato é observado pelo fato de se ter a região 
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superior do material tipo p reversamente polarizado, e a regiãoinferior do material 
tipo p encontra-se diretamente polarizada.
A tensão VDS tende a aumentar de 0 para alguns volts, a corrente aumenta, 
como visto na lei de Ohm, quando VDS atingir um determinado valor definido por 
VP, e as regiões de depleção tendem a se alargar, isso provoca uma redução na 
largura do canal, levando a um aumento na resistência do canal. Vp é a tensão a 
qual resulta no estrangulamento do canal, tensão essa imposta por VDS.
Com valores de VDS a um nível onde as duas regiões de depleção tendem a 
se encontrar, resultando na condição de pinch-off (tensão de constrição), tensão 
VDS, que estabelece o estrangulamento do canal, denotado por VP. Na verdade, a 
corrente não cai a zero, entretanto ID mantém um nível de saturação definido por 
IDSS, onde, na verdade, ainda existe um canal muito estreito, com uma corrente 
de altíssima densidade. O fato de ID não ser cortada e manter o nível de saturação 
é dado por: a falta de uma corrente de dreno impossibilitaria a existência de 
diferentes níveis de potencial através do canal n, e não estabeleceria os níveis de 
tensão reversos ao longo da junção p-n.
Enquanto VDS tende a aumentar além do nível Vp, a região de confronto entre 
as duas regiões de depleção aumenta em comprimento ao longo do canal, mas o 
nível de corrente ID permanece essencialmente o mesmo. Em resumo, portanto, 
uma vez estabelecido VDS > VP, o JFET apresenta as características de uma fonte 
de corrente. Portanto, a corrente permanece constante em ID = IDSS, mas a tensão 
VDS (para níveis > VP) será determinada pela carga empregada.
IDSS é a corrente máxima de dreno para um JFET, e é definido pela condição 
VGS = 0 
Figura 4 – Curva característica da relação ID por VDS
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UNIDADE Estudo dos Transistores de Efeito de Campo
A tensão VGS é a tensão que controla o JFET. Quando o canal do dispositivo 
é n (negativo), a tensão VGS é feita cada vez mais negativa, a partir de VGS = 
0V. Ou seja, o terminal de porta estará cada vez mais em potenciais menores se 
comparado à fonte. Com VGS cada vez mais negativa, as regiões de depleção 
são semelhantes àquelas obtidas com VGS = 0, mas com níveis menores de VDS. 
Portanto, o resultado da aplicação de uma fonte negativa na porta é alcançar a 
condição de saturação em níveis menores de tensão VDS. Quanto mais negativos 
forem os valores da fonte VGS, maior o estrangulamento do canal.
O nível de VGS que resulta em ID = 0 mA é definido por VGS = Vp, com Vp 
sendo uma tensão negativa para dispositivos de canal n, e uma tensão positiva para 
JFETs de canal p.
Pose-se notar no gráfico, diferentes valores de ID para diferentes valores de VGS.
Figura 5 – Relação entre ID e VDS 5
Métodos de Polarização
Configuração de Polarização Fixa para o JFET:
A mais simples das configurações para polarização do FET é a polarização fixa; 
no entanto, ela é a menos eficiente, pois o ponto quiescente varia em função de 
IDSS e VP, que variam em função da temperatura. A configuração a seguir inclui os 
níveis AC Vi e Vo mais os capacitores de acoplamento.
Os capacitores de acoplamento são circuitos-abertos para análises DC, e baixas impedâncias 
(curtos-circuitos) para a análise AC.Ex
pl
or
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O resistor RG está presente para assegurar que e1 apareça na entrada do 
amplificador FET na análise AC. 
Figura 6
A tensão dreno-fonte VDS do circuito pode ser determinada aplicando-se a lei das 
tensões de Kirchhoff, obtendo desta forma:
VDS = VDD − IDRD
Note que, como não há uma resistência de sourse, teremos VS = 0. Logo, 
podemos verificar:
VDS = VD − VS
VD = VDS
Além disso, temos ainda que: VGS = VG − VS
VGS = VG
Circuitos Digitais com MOSFET 
As aplicações mais comuns de dispositivos MOS são digitais, como, por exem-
plo, portas lógicas e registradores ou conjuntos de memórias. Devido às capaci-
tâncias parasitas localizadas de porta para dreno, porta para fonte e substrato, os 
circuitos MOSFET são mais lentos do que os circuitos bipolares correspondentes. 
Contudo, a baixa dissipação de potência e a alta densificação na fabricação tor-
nam os dispositivos MOS muito convenientes e econômicos para muitas aplicações 
em baixa velocidade. Os circuitos digitais com MOSFET consistem somente em 
FET, e nenhum outro componente, tais como diodos, resistores ou capacitores.
Por exemplo, consideremos o inversor com MOSFET da Figura 7, o dispositivo Q1 
é o FET de entrada, enquanto Q2 atua como uma resistência de carga e é chamado 
carga FET.
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UNIDADE Estudo dos Transistores de Efeito de Campo
Figura 7 – Porta inversora com MOSFT
Circuito Integrado CD4007
Este também é um exemplo de uso do MOSFET.
Figura 8 – CD4007 Inversor controlado
Circuito Amplificador Utilizando o MOSFET
Figura 9 – Circuito Amplificador utilizando o MOSFET
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Mini Amplificador de Áudio com MOSFET
Podemos observar na figura a seguir o circuito de um amplificador em par com-
plementar Q2 e Q3.
Circuito de Amplifi cador básico: https://goo.gl/g7i2R4
Ex
pl
or
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UNIDADE Estudo dos Transistores de Efeito de Campo
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Laboratório de Eletricidade e Eletrônica
CAPUANO, F. G.; MARINO, M. A. M. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 
24. Ed. São Paulo: Erica, 2007.
 Vídeos
História do Transistor JFET
https://youtu.be/Xsv03w9YJqI
Transistor JFET como Funciona
https://youtu.be/Jz4VPtkbQyg
 Leitura
Mini Amplificador de Áudio com MOSFET
https://goo.gl/BTzWAf
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Referências
CALDAS, Luis. Solução dos exercícios – referentes a FET – divisor de tensão e 
autopolarização – ANÁLISE CC. Disponível em: <http://luiscaldas.com.br/unip/
eletronicaIII/exercicios/resolvidos/lista05.pdf>
CAPUANO, F. G.; MARINO, M. A. M. Laboratório de Eletricidade e Eletrôni-
ca. 24. Ed. São Paulo: Erica, 2007.
DUARTE, M. de A. Eletrônica analógica básica. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
LABORATÓRIO DE DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS. Guia de Experimentos. 
Experimento 5 – transistor MOSFET. Universidade Federal de Campina Grande.
Site Acessado
<http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/vieira/materiais/Experimen-
to_MOSFET.pdf>.
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