O que é um JFET?
O Transistor de Efeito de Campo de Junção (JFET) é um dispositivo ativo de três terminais com função de amplificação e é o tipo mais simples de transistor de efeito de campo unipolar. É composto por uma junção p-n gate (G), source (S) e drain (D), que pode ser dividida em canal N ou canal P, conforme mostrado na figura a seguir:
Como funcionam os JFETs?
Não podemos estudar a relação entre a tensão de entrada UGS do JFET e a corrente de entrada iG como no BJT, porque o JFET tem uma impedância de entrada extremamente alta e iG é aproximadamente 0. Portanto, só podemos estudar a relação entre a tensão de entrada UGS e a corrente de saída iD, que é chamada de característica de transferência; a relação entre a tensão de saída UDS e a corrente de saída iD é chamada de característica de saída. A figura abaixo mostra as curvas da característica de transferência e da característica de saída:
Na verdade, a curva característica de transferência e a curva característica de saída são redundantes. Em outras palavras, podemos traçar outro gráfico a partir de um gráfico. O método também é muito simples. Por exemplo, traçamos uma linha vertical na posição de UDS=6V na imagem à direita, que se cruza com várias curvas, e os pontos obtidos são traçados como a curva da imagem à esquerda (rotulada como UDS=6V). Outro exemplo é selecionar a posição de UDS=1,2 V, traçar uma linha vertical e você obterá diferentes curvas características de transferência na imagem à esquerda (rotulada UDS=1,2 V linha verde).
Como avaliar o estado de funcionamento do JFET?
O estado de funcionamento do JFET é mais complicado. Em operação normal, ele pode funcionar na região de corte, na região de resistência variável e na região de corrente constante. Além disso, ele também apresenta condições de funcionamento anormais, como o estado em que UGS é maior que 0 V para JFETs de canal N.
Passo 1: Identifique a fonte S e o dreno D do JFET
O S e o D do JFET em muitos circuitos não estão marcados, por isso precisamos aprender a distinguir a fonte S e o dreno D do JFET no circuito.
As regras são as seguintes:
JFET de canal N, a direção da corrente gerada pela fonte de alimentação externa flui de D para S.
JFET de canal P, a direção da corrente gerada pela fonte de alimentação externa é de S para D.
Passo 2: Avalie o status do JFET
Depois de identificar os pinos (S fonte e D dreno), você pode facilmente avaliar o estado de funcionamento do JFET de acordo com a tabela abaixo.
| N-channel JFET | UGS≤UGSOFF | UGS＜UGSOFF≤0v | UGS>0V |
| Cut-off Area | UDS＜UDS_DV, Variable Resistance Area | Abnormal state | |
| UDS＞UDS_DV, Constant Current Zone | |||
| P-channel JFET | UGS≥UGSOFF | UGSOFF＞UGS≥0v | UGS＜0V |
| Cut-off Area | UDS>UDS_DV, Variable Resistance Area | Abnormal state | |
| UDS＜UDS_DV, Constant Current Area |
Polarização de JFET com IDSS, VGS(off) e fuga de porta
Um circuito JFET controla a corrente de dreno polarizando inversamente a junção porta-canal; por isso, a corrente de entrada é muito pequena, mas não nula. A variação de IDSS e VGS(off) entre componentes é ampla, então a polarização deve atender aos limites da folha de dados, não só à curva típica.
- Confira a polaridade: diferencie os sinais de tensão dos canais N e P antes de polarizar.
- Use autopolarização: o resistor de fonte cria realimentação negativa e estabiliza o ponto.
- Reserve margem: mantenha tensão dreno-fonte suficiente para corrente e excursão de sinal.
- Inclua capacitâncias: porta-fonte e porta-dreno limitam ganho e comutação em alta frequência.
- Proteja a porta: evite descarga eletrostática e tensão reversa excessiva durante manuseio e teste.
Características do JFET
- Capacidade do JFET de operar no modo de esgotamento ou no modo de realce:
– No modo de esgotamento, o JFET está normalmente ligado e a corrente flui através do canal quando nenhuma tensão é aplicada ao terminal da porta.
– No modo de realce, o JFET está normalmente desligado e o fluxo de corrente através do canal é controlado pela tensão aplicada ao terminal da porta.
- O JFET tem uma alta impedância de entrada, o que significa que pode aceitar uma ampla gama de sinais de entrada sem afetar o desempenho do circuito.
- O JFET tem uma baixa impedância de saída, o que significa que pode acionar cargas de baixa impedância com mínima degradação do sinal.
- Os JFETs podem ser usados como resistores controlados por tensão, onde a resistência do canal pode ser controlada pela tensão aplicada ao terminal gate.
