Vedi anche transistor bipolare e transistor.
Un transistor ad effetto di campo (FET) è un tipo di transistor comunemente utilizzato per l'amplificazione del segnale debole (ad esempio, per amplificare i segnali wireless). Il dispositivo può amplificare segnali analogici o digitali. Può anche commutare CC o funzionare come un oscillatore.
Come funziona un transistor ad effetto di campo (FET)
Nel FET, la corrente scorre lungo un percorso semiconduttore chiamato canale. Ad un'estremità del canale, c'è un elettrodo chiamato sorgente. All'altra estremità del canale, c'è un elettrodo chiamato drenaggio. Il diametro fisico del canale è fisso, ma il suo diametro elettrico effettivo può essere variato applicando una tensione a un elettrodo di controllo chiamato gate. La conduttività del FET dipende, in un dato istante di tempo, dal diametro elettrico del canale. Un piccolo cambiamento nella tensione di gate può causare una grande variazione nella corrente dalla sorgente allo scarico. Questo è il modo in cui il FET amplifica i segnali.
I transistor ad effetto di campo esistono in due classificazioni principali. Questi sono noti come FET a giunzione (JFET) e FET a semiconduttore in ossido di metallo (MOSFET).
Il FET di giunzione ha un canale costituito da materiale semiconduttore di tipo N (canale N) o semiconduttore di tipo P (canale P); il gate è del tipo a semiconduttore opposto. Nel materiale di tipo P, le cariche elettriche vengono trasportate principalmente sotto forma di carenze di elettroni chiamate buchi. Nel materiale di tipo N, i portatori di carica sono principalmente elettroni. In un JFET, la giunzione è il confine tra il canale e il cancello. Normalmente, questa giunzione PN è polarizzata inversamente (ad essa viene applicata una tensione CC) in modo che non circoli corrente tra il canale e il gate. Tuttavia, in alcune condizioni c'è una piccola corrente attraverso la giunzione durante una parte del ciclo del segnale di ingresso.
Nel MOSFET, il canale può essere un semiconduttore di tipo N o di tipo P. L'elettrodo di gate è un pezzo di metallo la cui superficie è ossidata. Lo strato di ossido isola elettricamente il gate dal canale. Per questo motivo, il MOSFET era originariamente chiamato FET a gate isolato (IGFET), ma questo termine è ora usato raramente. Poiché lo strato di ossido agisce come un dielettrico, sostanzialmente non c'è mai corrente tra il gate e il canale durante qualsiasi parte del ciclo del segnale. Ciò conferisce al MOSFET un'impedenza di ingresso estremamente elevata. Poiché lo strato di ossido è estremamente sottile, il MOSFET è suscettibile di distruzione da parte delle cariche elettrostatiche. Sono necessarie precauzioni speciali durante la manipolazione o il trasporto di dispositivi MOS.
Vantaggi e svantaggi
Il FET presenta alcuni vantaggi e alcuni svantaggi rispetto al transistor bipolare. I transistor ad effetto di campo sono preferiti per il lavoro con segnale debole, ad esempio nelle comunicazioni senza fili e nei ricevitori di trasmissione. Sono anche preferiti in circuiti e sistemi che richiedono alta impedenza. Il FET, in generale, non viene utilizzato per l'amplificazione ad alta potenza, come è richiesta nelle comunicazioni wireless di grandi dimensioni e nei trasmettitori di trasmissione.
I transistor ad effetto di campo sono fabbricati su chip di circuiti integrati al silicio (IC). Un singolo IC può contenere molte migliaia di FET, insieme ad altri componenti come resistori, condensatori e diodi.