ELETRÔNICA I 4

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ELETRÔNICA I
Fabricio Ströher da Silva
Transistor de efeito de 
campo de junção (JFET): 
características físicas
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Reconhecer a estrutura básica de um JFET.
  Descrever as regiões das curvas de dreno e transcondutância de um JFET.
  Analisar as aplicações para o JFET (chaveamento, resistências variáveis 
e choppers).
Introdução
Transistores de efeito de campo possuem esse nome devido à forma como 
controlam a corrente. A camada de depleção que vai proporcionar maior 
ou menor corrente entre os terminais de dreno e fonte será diretamente 
influenciada pela tensão fornecida no terminal denominado porta. Assim 
como nos transistores bipolares, o JFET (do inglês junction field efect 
transistor, ou seja, transistor de junção por efeito de campo) possui dois 
modos básicos de construção, denominados canal N e canal P.
Esse tipo de transistor apresenta benefícios especialmente para 
circuitos de chaveamento em alta frequência e redução de potência 
consumida para a operação, já que o terminal porta consome idealmente 
zero. A frequência, por sua vez, atinge valores maiores do que outros tipos 
de transistores, devido à não existência de portadores minoritários. As 
aplicações são diversas, desde conversores de tensão CC/CC (corrente 
contínua) até portas lógicas e resistência variável.
Neste capítulo, você vai estudar a estrutura básica de um JFET, verifi-
cando as regiões das curvas de dreno e transcondutância e analisando 
as aplicações para o JFET (chaveamento, resistências variáveis e choppers).
Estrutura básica
Similar ao transistor de junção bipolar, o transistor de efeito de campo (FET, 
do inglês fi eld-eff ect transistor) também possui três terminais, além de as 
aplicações serem, em geral, muito parecidas. A principal diferença entre os 
dois dispositivos é a forma de controlar a variação do sinal de saída a partir de 
um sinal de entrada. Enquanto nos transistores de junção bipolar o controle se 
dá pela corrente, nos FETs, o controle é feito pela tensão, conforme lecionam 
Boylestad e Nashelsky (2013).
Internamente, essa diferença também se reflete nos portadores. Enquanto 
o transistor bipolar é assim chamado devido à existência de portadores ma-
joritários e minoritários, sendo elétrons livres ou lacunas, a depender do 
tipo — NPN ou PNP —, os transistores FET possuem apenas portadores 
majoritários, conforme apontam Malvino e Bates (2016). O JFET é um tipo 
de FET; assim, FET e JFET são comumente usados como sinônimos, ainda 
conforme os autores. 
Na Figura 1, é possível ver a estrutura básica de um JFET. Observe que não 
há uma interposição de junções, como era o caso dos transistores bipolares, 
apesar de ainda coexistirem regiões N e P de diferentes dopagens.
Figura 1. Estrutura de um JFET.
Fonte: Malvino e Bates (2016, p. 416).
A tensão no terminal denominado porta controla a corrente entre os demais 
terminais. O FET também possui dois tipos de dopagem, canal N e canal P, 
Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas2
similar ao que ocorria com transistores de junção com os tipos NPN e PNP. 
Para o canal P, haverá condução de lacunas e, para o canal N, haverá condução 
de elétrons, conforme apontam Boylestad e Nashelsky (2013).
A região do canal, em contato com a região conectada ao pino porta, 
fornecerá elétrons livres ou lacunas, a depender do transistor, de forma a criar 
uma camada de depleção. Essa camada, no entanto, aumentará de tamanho 
à medida que aumenta a tensão fornecida no pino porta, até que a camada de 
depleção seja grande o suficiente para impedir a corrente pelo canal. O com-
portamento é controlado de forma diferente de como ocorria nos transistores 
bipolares. Nos FETs, a tensão deve aumentar na porta para que o sinal do canal 
seja interrompido, enquanto, nos bipolares, a corrente — seu mecanismo de 
controle — deveria diminuir.
As regiões tipo P (ou N, para o canal P) são ambas conectadas ao pino porta; 
assim, a diferença de tensão vai produzir uma variação na camada de depleção 
em ambos os lados do transistor. Quanto maior a diferença de potencial, mais 
a camada de depleção crescerá em direção à outra.
No entanto, apesar do controle invertido — motivo pelo qual o JFET é dito 
um componente normalmente em condução, em que deve haver uma tensão 
para interromper a corrente, e não o contrário —, o FET possui a vantagem 
de o pino de controle — o pino porta — ser polarizado reversamente. A 
diferença de dopagem entre o canal e a região próxima ao pino porta criam 
uma espécie de diodo, assim como ocorria nos transistores bipolares, o que 
idealmente resultaria em corrente nula por esse terminal e também equivale 
a dizer que a impedância de entrada é infinita, conforme lecionam Malvino e 
Bates (2016). Na prática, no entanto, existe uma pequena corrente, e a impe-
dância de entrada passa de 1 MΩ, podendo ir além de centenas de megaohms, 
conforme apontam Boylestad e Nashelsky (2013).
Além da maior impedância de entrada, natural aos transistores FET, há 
outras vantagens sobre os transistores bipolares, como a maior estabilidade 
para variações de temperatura e o menor volume físico (o que permite maior 
uso em circuitos integrados). A principal desvantagem fica por conta do 
menor ganho de tensão CA, mas também há prejuízos quanto à sensibilidade 
física do componente. Os transistores FET podem ser danificados com mais 
facilidade no manuseio, o que implica indiretamente nos custos de produção 
e manutenção, como afirmam Boylestad e Nashelsky (2013).
Na Figura 2, é possível ver a camada de depleção entre o canal e a porta. 
Essa camada aparece bem larga, devido à correta polarização do transistor, 
com o terminal de dreno polarizado de forma direta e o terminal da porta 
polarizado de forma reversa.
3Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas
Figura 2. Polarização de um JFET.
Fonte: Malvino e Bates (2016, p. 416).
Apesar da simetria da imagem, na realidade, a camada de depleção será 
maior quanto mais próxima do dreno; isso porque a corrente vai produzir uma 
queda de tensão no sentido do dreno. Haverá, então, uma diferença de potencial 
maior entre o pino da porta, polarizado reversamente, na área mais próximo 
ao pino do dreno, conforme lecionam Malvino e Bates (2016).
A representação do JFET pode ser vista na Figura 3. Como nos transistores 
bipolares, há uma forma diferente de representar os tipos de dopagem. Na 
primeira imagem é apresentada a simbologia do canal N; ao contrário da última 
imagem, em que aparece o canal P, na primeira a seta do terminal porta está 
apontada para dentro do componente.
Figura 3. Simbologia do JFET: a) canal N; b) canal N deslocado; c) canal P.
Fonte: Adaptada de Malvino e Bates (2016, p. 417).
Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas4
O segundo símbolo de JFET canal N que aparece na Figura 3 não 
consiste em outro componente, é apenas uma adaptação para facilitar o 
desenvolvimento e a leitura de projetos. Estando a seta mais próxima do 
dreno, um circuito com muitos transistores pode ser demasiadamente com-
plexo de identificar com a seta centralizada, conforme lecionam Malvino 
e Bates (2016).
Nos transistores bipolares, não era possível inverter os terminais de coletor e 
emissor sem alterar o funcionamento do transistor. Já para os transistores JFET, essa 
mudança é possível, mas, na maioria dos casos, apenas para baixas frequências. 
Lembre-se de que, apesar de a camada de depleção aumentar ao longo de todo 
o canal, próximo ao dreno há maior diferença de potencial, o que resulta em uma 
camada de depleção mais larga. Além do mais, os fabricantes costumam diminuir 
a capacitância no terminal do dreno, o que mudará seu comportamento em altas 
frequências.
Por fim, para compreender o funcionamento de um transistor, seja ele 
qual for, pode-se recorrer à analogia de circuito hidráulico, em que a fontede tensão é representada por uma grande massa de água ou uma bomba de 
água, e o canal do transistor FET, pelo cano de uma torneira, enquanto a porta 
é representada pela manopla da torneira. Não se pode fazer uma analogia 
perfeita entre ambos os casos; há limitadores, como a forma de operar a 
manopla da torneira ser de outra natureza se comparada ao elemento que 
fornece energia ao sistema, enquanto, no transistor, dreno e porta são ambos 
operados eletricamente.
Curvas de comportamento
O comportamento de um transistor JFET pode ser representado por meio de 
um gráfi co de cruzamento entre tensão e corrente. Porém, diferentemente dos 
transistores bipolares, em que havia uma curva para corrente de saturação e 
tensão de corte, no JFET duas curvas deverão ser avaliadas: a curva do dreno 
e a curva de transcondutância.
5Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas
Curva do dreno
A curva que demonstra o comportamento do dreno de um FET é apresentada 
na Figura 4. A curva é desenhada de forma similar aos transistores bipolares. 
Trata-se de um gráfi co em que o eixo das abcissas (horizontal) representa a 
queda de tensão entre os terminais de dreno e fonte do transistor. Essa queda 
acontece devido ao aumento da camada de depleção da porta, impedindo a 
passagem de corrente. Já o eixo das ordenadas (vertical) apresenta a corrente 
no dreno, ou seja, a corrente que atravessa o canal.
Figura 4. Curva de dreno do JFET.
Fonte: Malvino e Bates (2016, p. 428).
A tensão VDS(máx) é a tensão fornecida pelo circuito ao terminal do dreno e 
corresponde ao ponto em que a corrente não possui limitação teórica. A corrente 
IDSS é constante, não havendo mudança de tensão no terminal da porta, e se manterá 
assim por toda a região ativa. VP consiste na tensão de estrangulamento e representa 
o limite a partir do qual a resistência do canal cresce na mesma proporção que a 
tensão entre dreno e fonte, e, por isso, a corrente se mantém constante. A região 
ativa é, portanto, compreendida entre a tensão de estrangulamento VP e a tensão 
de ruptura VDS(máx), conforme lecionam Malvino e Bates (2016).
Sendo a corrente constante dentro da região ativa, mantendo-se essas 
condições, o JFET vai se comportar como uma fonte de corrente. Indepen-
dentemente de variações na tensão do dreno, a corrente ainda será a mesma.
A região anterior à tensão de estrangulamento é chamada de região ôhmica, 
já que a resistência do elemento nesse ponto obedece à simples lei de Ohm:
Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas6
 (1)
A Figura 5 é um exemplo de curva para diferentes valores de VGS, a tensão 
no terminal da porta. Repare que à medida que a tensão nesse terminal diminui, 
o mesmo ocorre com a corrente no canal ID. A partir de determinada tensão 
negativa na porta, a corrente de dreno é interrompida, ponto este determinado 
de corte. Nesse ponto, as camadas de depleção das regiões conectadas à 
porta se ampliaram tanto que já tocam uma à outra e impossibilitam qualquer 
corrente, conforme lecionam Malvino e Bates (2016).
Figura 5. Exemplo de curva de dreno do JFET.
Fonte: Malvino e Bates (2016, p. 419) 
Outra característica que deve ser destacada é a igualdade entre a tensão 
de corte VGS(corte) e a tensão de estrangulamento VP:
 (2)
São duas tensões que traduzem o mesmo fenômeno — o comportamento 
da camada de depleção próxima ao dreno —, porém em sentidos inversos; 
sendo assim, uma será o inverso da outra.
Curva de transcondutância
A curva de transcondutância (Figura 6) representa o cruzamento entre a 
corrente de dreno e a tensão de porta. Não se trata de uma curva linear:
7Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas
 (3)
Figura 6. Curva de transcondutância do JFET.
Fonte: Malvino e Bates (2016, p. 421).
A Equação 3 é chamada de equação de Shockley, em homenagem a um 
dos inventores do primeiro transistor, que desenvolveu a teoria de efeito de 
campo que daria origem aos transistores tipo FET, segundo apontam Boylestad 
e Nashelsky (2013).
A curva de transcondutância não tem relação direta com o circuito utilizado para 
polarizar o transistor, diferentemente da curva de dreno e da reta de carga, no caso 
dos transistores bipolares, conforme explicam Malvino e Bates (2016).
Aplicações
Há diversas vantagens apresentadas pelo FET, se comparado ao modelo 
bipolar, como o menor volume do componente, melhor tempo de resposta, 
permitindo seu uso em aplicações com frequência elevada, e corrente 
Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas8
praticamente nula de controle, o que reduz em muito a potência necessária 
para sua utilização. Em contrapartida, aplicações que demandam elevado 
nível de ganho tendem a ser melhor aproveitadas por transistores bipolares.
Assim, os componentes FET, permitindo um chaveamento em circuitos 
reduzidos e em alta velocidade, serão de grande serventia para circuitos di-
gitais. A combinação de vários transistores pode ser utilizada para a criação 
de operações lógicas — e, ou e não —, assim como a combinação destas pode 
resultar em operações lógicas ainda mais complexas, que podem ser memórias, 
multiplexadores, codificadores, entre outras.
A Figura 7 apresenta um esquema elétrico para criar um multiplexador 
de sinal. O multiplexador consiste na seleção de uma entrada dentre várias 
para direcioná-la para uma mesma saída. No caso do circuito apresentado, 
pode-se direcionar três tipos de sinais diferentes para a saída vout, a depender 
das entradas v1, v2 e v3, conforme apontam Malvino e Bates (2016).
Figura 7. Operações de multiplexação de sinal.
Fonte: Malvino e Bates (2016, p. 447).
No caso de sistemas digitais, o transistor é utilizado apenas como chave, 
já que atende apenas a dois estados: corte ou saturado. Como já foi elencado 
anteriormente, os transistores FET não possuem portadores minoritários, o 
que permite que retornem à região de corte com maior velocidade. Não só isso; 
dentre outras vantagens para seu funcionamento como chave estão a baixa 
9Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas
resistência quando saturado e a possibilidade de utilizar tensão positiva ou 
negativa entre os terminais do canal. É, portanto, uma chave bidirecional, 
como apontam Malvino e Bates (2016).
Esse chaveamento também é aproveitado para fazer recortes de um sinal 
CC (circuito denominado de chopper), transformando uma tensão de entrada 
em um sinal quadrado com períodos nulos e períodos de máximo, a depender 
do chaveamento do transistor. Em conjunto com esse recorte, pode-se utilizar 
elementos de filtro para a criação de circuitos de conversão CC/CC, fazendo 
variações de tensão contínua a partir de uma fonte maior.
Utilizando um circuito de filtro capacitivo e/ou indutivo que anteceda a 
carga, pode-se criar uma tensão contínua menor do que a tensão de entrada, 
normalizando a tensão média resultante do tempo de chaveamento. Em outras 
palavras, para um sinal de entrada contínuo qualquer, caso o FET alterne 
entre corte e saturação 50% do tempo, considerando uma frequência elevada 
o suficiente para que seja normalizada pelo circuito capacitivo ou indutivo, 
existirá na saída uma tensão contínua de 50%.
Para os conversores, dois casos são possíveis: um transistor como chave 
conectado em série ou em paralelo. Ambos são apresentados na Figura 8.
Figura 8. Aplicação como chave: a) em série; b) equivalente em série; c) em paralelo; 
d) equivalente em paralelo.
Fonte: Adaptada de Malvino e Bates (2016, p. 444).
Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas10
Outra aplicação possível é o seu uso como resistência variável — uma 
resistência que será controlada pela tensão na porta se operada dentro da 
região ôhmica, abaixo da tensão de estrangulamento. A fórmula obedece à 
lei de Ohm e é a mesma apresentada na Equação 1.
Também se pode utilizar o FET como amplificador, sendo o caso mais 
comumo de seguidor de fonte. A ideia é a mesma dos amplificadores que 
utilizavam transistores bipolares, exceto pelo fato de que o cálculo de ganho 
se dá com base na tensão de entrada, e não mais na corrente. 
Um transistor JFET possui uma tensão de corte de –5 V e corrente de dreno de saturação 
de 10 mA. Quais deverão ser os valores de tensão de porta e corrente no dreno no 
ponto de meio corte?
Se VGS = −5 V, então:
A corrente de dreno, no entanto, obedecerá à fórmula quadrática:
BOYLESTAD, R. L.; NASHELSKY, L. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos. 11. ed. São 
Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013.
MALVINO, A.; BATES, D. J. Eletrônica. 8. ed. Porto Alegre: AMGH, 2016. v.1.
11Transistor de efeito de campo de junção (JFET): características físicas
Leituras recomendadas
MALVINO, A.; BATES, D. J. Eletrônica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2007.
NAHVI, M.; EDMINISTER, J. A. Circuitos elétricos. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. 
(Coleção schaum).
SCHULER, C. Eletrônica I. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013.
SEDRA, A. S.; SMITH, K. C. Microeletrônica. 5. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007.
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