eletronica transistor JFET

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ET74C – Eletrônica 1 
Transistor de Efeito de Campo 
de Junção - JFET 
Prof. Dr. Ulisses Chemin Netto (ucnetto@utfpr.edu.br) 
11 de Novembro de 2015 
ET74C – Eletrônica 1 
Objetivo da Aula 
 Conhecer a estrutura e operação do Transistor 
de efeito de campo de junção. 
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ET74C – Eletrônica 1 
Conteúdo Programático 
 Estrutura do JFET; 
 
 Funcionamento; 
 
 Curva Característica de saída. 
 
 
 
 
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ET74C – Eletrônica 1 
Construção de Conhecimento 
esperado 
 Familiarizar-se com as características estruturais 
e operacionais do transistor de efeito de campo 
de junção (JFET). 
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ET74C – Eletrônica 1 
Divisão dos Transistores 
Transistor 
Bipolar 
NPN 
PNP 
Unipolar JFET 
Canal N 
Canal P 
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Junction Field-Effect Transistor 
Tipo de portador 
majoritário 
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Principal Diferença entre 
Transistores 
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• Dois tipos de portadores envolvidos 
no processo de condução de 
corrente; 
• Elétrons e Lacunas. 
Bipolar 
• Um único tipo de portador envolvido 
no processo de condução de 
corrente; 
• Elétrons para o JFET de canal n; 
• Lacunas para o JFET de canal p. 
Unipolar 
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Principal Diferença entre 
Transistores 
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O TBJ é controlado por corrente (IB); 
IC=f(IB); 
O JFET é controlado por tensão (VGS); 
ID=F(VGS). 
ET74C – Eletrônica 1 
Principal Diferença entre 
Transistores 
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A corrente de saída depende de um parâmetro da entrada 
ET74C – Eletrônica 1 
Principal Diferença entre 
Transistores 
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 O JFET possui uma impedância de entrada elevada; 
– Valor típico com ordem de grandeza de M; 
 
 O ganho de tensão CA é menor do que aquele obtido 
com o TBJ; 
– Variação da corrente de saída é maior no TBJ. 
• Em função da impedância de entrada elevada. 
 
 Menos suscetível a variações de temperatura do que o 
TBJ; 
 
 Menores dimensões em relação ao TBJ → mais 
adequado para construção de Circuitos Integrados. 
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Sugestão de Aplicação 
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 Usa-se TBJ para grandes ganhos de tensão; 
 
 Usa-se JFETS para altas impedâncias de entrada; 
 
 Desenvolvimento de amplificadores de múltiplos 
estágios combinando os dois tipos de transistores. 
– JFET no primeiro estágio → alta impedância de entrada; 
– TBJ, como Emissor-Comum, no segundo estágio → alto 
ganho de tensão. 
ET74C – Eletrônica 1 
Similaridades entre transistores 
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 Elemento com três terminais; 
– Regiões análogas (emissor, base e coletor com fonte, 
porta e dreno). 
 
 Aplicado para amplificação de sinais; 
 
 Construído com materiais do tipo n e p; 
 
 Aplicado como chave. 
 
 
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Similaridades entre transistores 
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 Analogia entre os Terminais do TBJ e do JFET 
 
TBJ 
 
E 
B 
C 
IE 
IB 
IC 
JFET 
 
S 
G 
D 
IS 
IG 
ID 
O conhecimento construído para o TBJ será aplicado ao JFET. 
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Construção do JFET 
 Características iniciais 
 
– Há dois tipos de JFETS: 
• de canal n; 
• de canal p. 
 
– JFETs têm três terminais: 
• O Dreno – Drain – (D) e a Fonte – Source – (S) são 
conectados pelo canal n; 
• A porta – gate – (G) é conectada ao material do tipo p. 
 
 
 
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Construção do JFET 
 Ideia inicial 
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Não se trata de um JFET ainda e sim do primeiro passo para 
construção de um. 
• Pedaço de material tipo n; 
 
• Extermidade superior: Dreno (Drain); 
 
• Extermidade inferior: Fonte (Source); 
 
• A tensão VDD força os elétrons a 
fluírem da Fonte para o Dreno através 
do canal de material do tipo n. 
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Construção do JFET 
 JFET canal n 
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• A maior parte do material é do tipo n; 
 
• O material do tipo n forma o canal 
entre os materiais do tipo p e possui 
dopagem inferior ao material do tipo 
p; 
 
• Os materiais do tipo p estão 
conectados entre si e ao terminal 
Porta (G); 
 
• Na ausência de potencial aplicado, o 
JFET possui duas junções p-n não 
polarizadas  duas regiões de 
depleção similares àquela do diodo. 
 
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Construção do JFET 
 JFET canal p 
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Dreno 
Porta (Gain) p n n 
Fonte (Source) 
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Construção do JFET 
 Tensões importantes: 
 
– VDS 
• Tensão entre dreno e fonte; 
 
– VGS 
• Tensão aplicada entre a porta e a fonte. 
 
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Construção do JFET 
 Dreno - terminal a partir do qual os portadores 
majoritários saem. A corrente no sentido 
convencional que entra é designada por ID. A 
tensão VDS é positiva se o potencial em D é mais 
positivo que S. 
 
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Construção do JFET 
 Porta - Em ambos os lados do canal N, (no caso 
do JFET canal N), são dispostas duas regiões 
fortemente dopadas por impurezas aceitadoras 
(material tipo P). É aplicada uma tensão VGS 
para polarizar reversamente a junção pn entre 
as regiões de porta e fonte. 
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Controle da 
corrente ID 
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Construção do JFET 
 Fonte - terminal em que a corrente devida aos 
portadores majoritários (elétrons) penetra no 
canal. Designada por IS. 
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Construção do JFET 
 Analogia para o mecanismo de controle do JFET: 
– Fonte: Pressão d’água comparada a tensão aplicada 
entre o dreno e a fonte (VDS); 
 
– Fluxo de água = fluxo de elétrons a partir da fonte em 
direção ao dreno; 
 
– Porta – controla o fluxo de elétrons por meio de um 
sinal de controle (VGS) para o dreno. 
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Efeito de Campo 
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 Significado: 
 
– O caminho de circulação de corrente ID é controlado 
pela tensão VGS; 
• Essa tensão modifica a largura do canal n; 
• O campo elétrico estabelecido entre a junção do material 
p e n; 
 
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Construção do JFET 
 Símbolo: 
 
 
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Canal n Canal p 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS = 0V e VDS > 0 
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n p p 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS = 0V e VDS > 0 
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n p p 
Dreno 
Fonte S 
• Fluxo de elétrons 
(portadores majoritários) 
induzidos por VDS da fonte 
para o dreno; 
 
• Alteração forçada da zona 
de depleção; 
 
• Estabelece o sentido 
convencional de corrente; 
 
• ID=IS. 
 
iD 
iS 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS = 0V e VDS > 0 
26 
• Aumentando VDS, 
aumenta-se a zona de 
depleção. 
 
• A região de depleção é mais 
larga na parte superior do 
material p; 
 
• Por qual razão a zona de 
depleção se modifica? 
 
 
 
n p p 
iD 
iS 
Dreno 
Fonte S 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS = 0V e VDS > 0 
– Considerar a resistência do canal n uniforme; 
 
– A corrente ID estabelece quedas de tensão ao longo 
do canal – Distribuição de tensões ao longo do 
canal; 
 
– A região de depleção varia de acordo com a tensão 
reversa aplicada (maior tensão – aumento da região 
de depleção); 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS = 0V e VDS > 0 
– Como a junção pn porta-fonte está reversamente 
polarizada, a corrente de porta é igual a zero (IG=0); 
 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS = 0V e VDS > 0 
 
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• Se VGS = 0 V e VDS aumenta continuamente 
para uma tensão mais positiva, um ponto é 
alcançado onde a região de depleção fica tão 
grande que “estrangula” o canal. 
 
• Isso sugere que a correnteno canal (ID) cai 
para 0 A, mas isso não acontece: à medida que 
a VDS aumenta, a ID também aumenta. 
Entretanto, uma vez que o pinch-off ocorre, 
aumentos subsequentes na VDS não fazem com 
que a ID aumente. 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS = 0V e VDS > 0 
 
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No ponto do pinch-off: 
 
o Qualquer aumento adicional da 
VDS não produz nenhum aumento na 
ID. No pinch-off, a VDS recebe o 
nome de Vp. 
 
o A ID está em saturação ou em seu 
valor máximo, e é referida como 
IDSS.. 
 
Corrente máxima de dreno quando VGS = 0V e VDS > |VP| 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS = 0V e VDS > 0 
 
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• Ou seja, para VDS > VP o JFET se comporta como uma fonte de 
corrente; 
 
• ID=IDSS 
• VDS é determinada pela carga. 
 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS < 0V e VDS > 0 
 
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• À medida que a VGS se torna mais 
negativa, a região de depleção 
aumenta. 
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Análise do JFET 
 Considerando VGS < 0V e VDS > 0 
 
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ET74C – Eletrônica 1 
Análise do JFET 
 Considerando VGS < 0V e VDS > 0 
– A medida que VGS se torna mais negativa o JFET irá 
saturar para valores menores de VDS; 
 
– O valor de IDSS irá diminuir conforme VGS se torne mais 
negativa; 
 
– O valor de pinch-off diminui e passa a descrever uma 
parábola conforme VGS se torne mais negativa; 
 
– Quando VGS= –VP a saturação será, basicamente, ID= IDSS 
= 0mA  JFET desligado. 
 
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ET74C – Eletrônica 1 
Análise do JFET 
 Considerando VGS < 0V e VDS > 0 
 
– Em resumo: 
 
“O valor de VGS que resulta em ID = 0mA é definido por 
VGS=VP , sendo VP uma tensão negativa para 
dispositivos de canal n e uma tensão positiva para 
JFETS de canal p.” 
 
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ET74C – Eletrônica 1 
Análise do JFET 
 Considerando VGS < 0V e VDS > 0 
 
– Região ôhmica: 
 
• Nessa região o JFET se comporta como um resistor 
variável controlado pela tensão VGS; 
• A inclinação de cada curva e portanto a resistência do 
dispositivo entre dreno e fonte para VDS < VP é função de 
VGS; 
• Conforme VGS se torna mais negativa, a inclinação da 
curva se torna mais horizontal, correspondendo a um 
aumento de resistência. 
 
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Análise do JFET 
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ET74C – Eletrônica 1 
Análise do JFET 
 JFET de canal p 
 
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• O JFET de canal p se comporta da 
mesma forma que o JFET de canal n. 
A diferenças são que as polaridadades 
de tensão e as direções das correntes 
são reversas. 
ET74C – Eletrônica 1 
Análise do JFET 
 JFET de canal p 
 
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• Observe também que a altos níveis de VDS o JFET atinge uma situação de 
ruptura: a ID aumenta incontrolavelmente se VDS > VDSmáx. 
• À medida que a VGS se torna mais positiva: 
• A região de depleção aumenta, e 
a ID diminui (ID < IDSS). 
 
• A ID cai, por fim, a 0 A (quando 
VGS = VGSoff) 
ET74C – Eletrônica 1 
Análise do JFET 
 Resumo para o JFET de canal n: 
 
– A corrente máxima é definida por IDSS e ocorre 
quando VGS=0V e VDS≥|VP|; 
 
– Para tensões VGS menores do que o valor de pinch-
off, a corrente de dreno ID = 0A; 
 
– Para todos os valores de VGS entre 0V e o valor de 
pinch-off, a corrente ID irá variar entre IDSS e 0A. 
 
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ET74C – Eletrônica 1 
Análise do JFET 
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2
V
V
1DSSD
P
GSII 








• As características de transferência de entrada a saída do JFET não 
são tão simples quanto as do TBJ (IC=IB). 
 
• TBJ:  indica a relação entre IB (entrada) e IC (saída). 
 
• JFET: a relação entre VGS (entrada) e ID (saída) é um pouco mais 
complicada: 
Equação de Shockley 
ET74C – Eletrônica 1 
Análise do JFET 
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• Este gráfico mostra o valor de ID para um dado valor de VGS. 
A partir de IDxVDS é possível obter IDxVGS 
ET74C – Eletrônica 1 
Folha de Dados para o JFET 
 Os valores máximos de interesse são: 
 
– A tensão entre dreno e fonte – VDS; 
– A tensão entre dreno e porta – VDG; 
– A tensão entre porta e fonte – VGS; 
– A máxima corrente de porta – IG; 
– A máxima potência dissipada – PD; 
– O valor da corrente de saturação – IDSS; 
– O valor da tensão de pinch-off – VP; 
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ET74C – Eletrônica 1 
Folha de Dados para o JFET 
 Exemplo de folha de dados: 
 
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Tipo de encapsulamento 
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Folha de Dados para o JFET 
 Exemplo de folha de dados: 
 
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Folha de Dados para o JFET 
 Região de Operação: 
 
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Região para 
Amplificação Linear 
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Relações importantes 
 As principais relações para análise do JFET e sua 
comparação com o TBJ são apresentadas: 
47 
JFET TBJ 
ET74C – Eletrônica 1 
Relações importantes 
 As principais relações para análise do JFET e sua 
comparação com o TBJ são apresentadas: 
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ET74C – Eletrônica 1 
Referências Utilizadas 
 BOYLESTAD, Robert L.; NASHELSKY, Louis. 
Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos. 11. 
ed. São Paulo: Pearson education do Brasil, 2013. 
 
 SEDRA, Adel S.; SMITH, Kenneth C.. 
Microeletrônica. 5ed. São Paulo: Pearson Prentice 
Hall, 2007. 
 
 MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. 4. ed. São Paulo: 
Makron, c1997. 2v. 
 
 
49 
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Obrigado pela Atenção! 
 
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