ficha prática n.º 55 - práticas de eletricidade: introdução à eletrónica

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ficha prática n.º 55 práticas de eletricidade INTRODUÇÃO À ELETRÓNICA. Manuel Teixeira ATEC – Academia de Formação

FET é o acrónimo em inglês de Field Effect Transistor ou Transístor de Efeito de Campo que, como o próprio nome diz, funciona através do efeito de um campo elétrico na junção. Este tipo de transístor tem muitas aplicações na área de amplificadores (a operar na área linear), em comutação (operando fora da área linear) ou em controlo de corrente sobre uma carga. Nesta edição vamos analisar as suas principais caraterísticas.

23. FET 2V WUDQV¯VWRUHV ELSRODUHV FRQYHQFLRQDLV %-7 H RV WUDQV¯VWRUHV GH efeito de campo (FET), Field Effect Transístor GLVWLQJXHP VH SHOD VXD estrutura e teoria de funcionamento, havendo no entanto uma diferen ©D TXH GHWHUPLQD D VXD XWLOL]D©¥R 2 WUDQV¯VWRU ELSRODU « FRPDQGDGR por corrente (corrente de base), enquanto o FET é comandado por ten são (tensão da porta).

Existem 2 tipos de FETs: • 'H MXQ©¥R DEUHYLDGDPHQWH -)(7 RX VLPSOHVPHQWH )(7 • De porta isolada (IGFET) ou, mais vulgarmente chamados 026)(7 2V WUDQV¯VWRUHV GH HIHLWR GH FDPSR FRPELQDP DV FDUDWHU¯VWLFDV GH pequeno tamanho e baixo consumo de potência, dos transístores de MXQ©¥R ELSRODU FRP D DOWD LPSHG¤QFLD GH HQWUDGD GDV Y£OYXODV 1R HVTXHPD DEDL[R DSUHVHQWDP VH RV Y£ULRV WLSRV GH )(7V existentes:

Como caraterísticas os transístores de efeito de campo apresentam: • A sua operação depende, exclusivamente, do fluxo de portadores PDLRULW£ULRV ‹ SRUWDQWR XP GLVSRVLWLYR XQLSRODU XP Vµ WLSR GH SRUWDGRU

• Mais simples fabrico, ocupa menos espaço num circuito integrado, logo, a densidade de integração pode ser muito alta (dezenas de PLOKDUHV GH 026)(7̵V QXP chip

• Pode ser ligado como resistência de carga de valor preci so, logo é possível sintetizar um sistema digital com chips de WHFQRORJLD 026 • Tem muito alta impedância de entrada (valores de 108 e 1012 ƃ GRV JFET e 10 ƃ GRV 026)(7 FRQWUD ƃ GRV WUDQV¯VWRUHV GH MXQ©¥R ELSRODU SHUPLWLQGR XP PXLWR HOHYDGR )$1 287 • Pode ser usado como switch ELGLUHFLRQDO VLP«WULFR • 'HYLGR ¢ FDUJD DUPD]HQDGD HP SHTXHQDV FDSDFLGDGHV LQWHUQDV SRGH IXQFLRQDU FRPR PHPµULD FDVR GR 026)(7

• 0HQRV UXLGRVR TXH R WUDQV¯VWRU GH MXQ©¥R ELSRODU • Apresenta uma tensão de saída nula quando a corrente de dreno é nula, podendo sintetizar excelentes chopper’s. $ SULQFLSDO GHVYDQWDJHP GRV )(7 UHODWLYDPHQWH DRV %-7 HVW£ QR VHX UHODWLYDPHQWH SHTXHQR SURGXWR JDQKR ODUJXUD GH IDL[D DVVLP FRPR • 6¥R ͤVLFDPHQWH PDLV IU£JHLV TXH RV %-7 • São muito sensíveis a tensões exteriores induzidas, campos elétri FRV H PDJQ«WLFRV • 2V %-7̵V SRGHP WDPE«P DWXDU D YHORFLGDGHV PDLV HOHYDGDV TXH RV )(7̵V 2V 026)(7̵V XWLOL]DP VH VREUHWXGR HP chips LSI (Large Scale lntegration) como microprocessadores, memórias.

23.1. Constituição e simbologia

&$1$/ 1 '(3/(‰…2 JFET &$1$/ 3 '(3/(‰…2

5()25‰2

FETs

&$1$/ 1

'(3/(‰…2

MOSFET

&$1$/ 3

5()25‰2 '(3/(‰…2

Figura 176.

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Um JFET de canal N, ou canal P, é basicamente constituído por uma barra de semicondutor tipo N, ou tipo P com contactos nas extremida GHV TXH VH LGHQWLͤFDU¥R SRU drain (dreno) e por source (fonte).

A gate (porta) é formada pela ligação das duas zonas tipo P ou tipo N, colocadas de ambos os lados da barra semicondutora. Estas UHJL·HV V¥R OLJDGDV LQWHUQDPHQWH FRP YLVWD D REWHU VH QR H[WHULRU XP único terminal. A região entre elas forma o canal, por onde circularão RV SRUWDGRUHV PDLRULW£ULRV GHSRLV GH VH DSOLFDU XPD WHQV¥R HQWUH R dreno e a fonte.

2 SULPHLUR -)(7 LQGLFDGR QD )LJXUD FRUUHVSRQGH D XP -)(7 RX FET de canal N, porque o canal entre a fonte e o dreno é um semicon GXWRU GR WLSR 1 YHULͤTXH VH TXH D VHWD DSRQWD SDUD GHQWUR RX VHMD SDUD R VHPLFRQGXWRU 1 2 -)(7 LOXVWUDGR QD PHVPD ͤJXUD QD SDUWH GH EDL[R FRUUHVSRQGH D XP -)(7 RX )(7 GH FDQDO 3 D VHWD DSRQWD SDUD IRUD 2 comportamento de um JFET de canal P é complementar ao JFET de canal N, ou seja, todas as tensões e correntes são invertidas.

Em muitas aplicações de baixa frequência, a fonte e o dreno são LQWHUPXW£YHLV YLVWR TXH VH SRGH XVDU FDGD XPD GDV H[WUHPLGDGHV como fonte e a outra como dreno. De realçar que os terminais da fonte