Transistor à effet de champ (FET)

Voir aussi transistor bipolaire et transistor. Les transistors à effet de champ (FET) sont un type courant de transistor utilisé pour amplifier les signaux faibles (par exemple, les signaux sans fil). Le dispositif peut amplifier des signaux analogiques ou numériques. Il peut également commuter le courant continu ou fonctionner comme un oscillateur. Le fonctionnement d'un transistor à effet de champ (FET). Le canal est un chemin qui conduit le courant dans le FET. C'est un chemin de semi-conducteurs. À une extrémité du canal, il y a une électrode appelée la source. À l'autre extrémité du canal, il y a une électrode appelée le drain. Bien que la dimension physique du canal reste fixe, le diamètre électrique effectif est réglable en appliquant une tension à l'électrode de contrôle appelée grille. À tout moment, la conductivité du FET dépend de la dimension électrique du canal. Une petite variation de la tension de grille peut entraîner une grande variation du courant de la source au drain. C'est ainsi que le FET amplifie les signaux. Il existe deux principaux types de transistors à effet de champ. Il s'agit du FET à jonction (JFET) et du FET à semi-conducteur à oxyde métallique (MOSFET). Le canal d'un FET à jonction peut être constitué d'un matériau semi-conducteur de type N ou de type P. La grille est de l'autre type de matériau. La grille est constituée de l'autre type de semi-conducteur. Les matériaux de type P transportent les charges électriques principalement sous forme de déficiences électroniques, également appelées trous. Dans les matériaux de type N, les porteurs de charge sont principalement des électrons. Dans un JFET, la jonction est la frontière entre le canal et la grille. Cette jonction P-N doit être en polarisation inverse, ce qui signifie qu'une tension continue est appliquée. Le résultat est qu'il n'y a pas de courant entre la grille et le canal. Cependant, dans certaines conditions, il existe un petit courant à travers la jonction pendant une partie du cycle du signal d'entrée. Dans le MOSFET, le canal peut être un semi-conducteur de type N ou de type P. L'électrode de grille est un morceau de métal qui peut être utilisé comme électrode d'entrée. L'électrode de grille est une pièce de métal dont la surface est oxydée. La couche d'oxyde isole électriquement la grille du canal. Pour cette raison, le MOSFET était à l'origine appelé FET à grille isolée (IGFET), mais ce terme est désormais rarement utilisé. Comme la couche d'oxyde agit comme un diélectrique, il n'y a pratiquement jamais de courant entre la grille et le canal pendant une partie quelconque du cycle du signal. Cela confère au MOSFET une impédance d'entrée extrêmement élevée. La couche d'oxyde du MOSFET est très fine et est vulnérable à la destruction par charge électrostatique. Des précautions particulières doivent être prises lors du transport des dispositifs MOS. Avantages et inconvénients Le FET présente certains avantages et certains inconvénients par rapport au transistor bipolaire. Les transistors à effet de champ sont préférés pour les travaux à faible signal, par exemple dans les communications sans fil et les récepteurs de diffusion. Ces transistors sont préférés pour les circuits ou les systèmes qui nécessitent une impédance élevée. En général, le transistor à effet de champ ne peut pas être utilisé pour amplifier une puissance élevée, comme cela est nécessaire pour les grands émetteurs de radiodiffusion et les communications sans fil. Les transistors à effet de champ sont fabriqués sur des puces de circuit intégré (CI) en silicium. Un circuit intégré peut contenir des milliers de transistors à effet de champ et d'autres composants comme des résistances ou des condensateurs.