# JFET

El JFET (Junction Field-Effect Transistor, en català: transistor d'efecte camp d'unió) és un dispositiu electrònic, és a dir, un circuit que, segons uns valors elèctrics d'entrada, reacciona donant uns valors de sortida. En el cas dels JFET, en ser transistors d'efecte de camp elèctric, aquests valors d'entrada són les tensions elèctriques, en concret la tensió entre els terminals S (font) i G (porta), V $_{GS}$. Segons aquest valor, la sortida del transistor presentarà una corba característica que es simplifica definint-hi tres zones amb equacions definides: tall, òhmica i saturació.
Físicament, un JFET dels anomenats "canal P" està format per una pastilla de semiconductor tipus P en els extrems se situen dues patilles de sortida (drenador i font) flanquejada per dues regions amb dopatge de tipus N en què es connecten dos terminals connectats entre si (porta). En aplicar una tensió positiva (en inversa) V$_{GS}$ entre porta i font, les zones N creen al seu voltant sengles zones en les que el pas d'electrons (corrent I$_D$) queda tallat, anomenades zones d'exclusió. Quan aquesta V$_{GS}$ sobrepassa un valor determinat, les zones d'exclusió s'estenen fins a tal punt que el pas d'electrons I$_D$ entre font i drenador queda completament tallat. A aquest valor de V$_{GS}$ se l'anomena V$_p$. Per a un JFET "canal P" les zones pin s'inverteixen, i les V$_{GS}$ i V $_p$ són positives, tallant el corrent per a tensions majors que V$_p$.
Així, segons el valor de V$_{GS}$ es defineixen dues primeres zones: una activa per tensions negatives grans que V$_p$ (ja que V$_p$ és també negativa) i una zona de tall per tensions menors que V$_p$. Els diferents valors de la I$_D$ en funció de la V$_{GS}$ venen donats per una gràfica o equació anomenada equació d'entrada.
A la zona activa, en permetre el pas de corrent, el transistor donarà una sortida al circuit que ve definida per la mateixa I$_D$ i la tensió entre el drenador i la font V$_{DS}$. A la gràfica o equació que relaciona estàs dues variables s'anomena equació de sortida, i en ella és on es distingeixen les dues zones de funcionament d'activa: òhmica i saturació.

## Equacions del transistor JFET

Mitjançant la gràfica d'entrada del transistor es poden deduir les expressions analítiques que permeten analitzar matemàticament el funcionament d'aquest. Així, hi ha diferents expressions per a les diferents zones de funcionament.
Per|V$_{GS}$|<|V$_p$|(zona activa), la corba de valors límit de R$_D$ ve donada per l'expressió:
$I_{D}=I_{DSS}(1-{\frac {V_{GS}}{V_{p}}})^{2}$
Sent la I$_{DSS}$ la R$_D$ de saturació que travessa el transistor per V$_{GS}$ = 0, la qual ve donada per l'expressió:
$I_{DSS}={\frac {k}{2}}V_{p}^{2}$
Els punts inclosos en aquesta corba representen les I$_D$ i V$_{GS}$ (punt de treball, Q) en zona de saturació, mentre que els punts de l'àrea inferior a aquesta representen la zona òhmica.
Per|V$_{GS}$|>|V$_p$|(zona de tall): $I_{D}={0}$

### Equació de sortida

A la gràfica de sortida es poden observar amb més detall els dos estats en què el JFET permet el pas de corrent. En un primer moment, la R $_D$ va augmentant progressivament segons el que fa la tensió de sortida V $_{DS}$. Aquesta corba ve donada per l'expressió: $I_{D}={\frac {k}{2}}V_{DS}(V_{GS}-V_{p})$ que sol expressar com $I_{D}={\frac {V_{DS}}{r_{on}}}$, essent: $r_{on}={\frac {1}{{\frac {k}{2}}(V_{GS}-V_{p})}}$
Per tant, en aquesta zona ia efectes d'anàlisi, el transistor pot ser substituït per una resistència de valor R $_{on}$, de manera que s'observa una relació entre la R $_D$ i la V $_{DS}$ definida per la Llei d'Ohm. Això fa que a aquesta zona de funcionament s'anomena zona òhmica.
A partir d'una determinada V $_{DS}$ el corrent I $_D$ deixa d'augmentar, quedant-se fix en un valor al que s'anomena I $_D$ de saturació o I $_{DSAT}$. El valor de V $_{DS}$ a partir del qual s'entra en aquesta nova zona de funcionament ve donat per l'expressió: $V_{DS}=V_{GS}-V_{p}$. Aquesta I $_{DSAT}$, característica de cada circuit, es pot calcular mitjançant l'expressió:
$I_{D}={\frac {k}{2}}(V_{GS}-V_{p})^{2}$

## Enllaços externs

* phylabs/bsc/PDFFiles/bsc5.pdf Physics 111 Laboratory - JFET Circuits I pdf Arxivat 2010-06-19 a Wayback Machine. (en anglès)
* Simulador d'un transistor JFET canal n (anglès)
* Estudi en Laboratori del JFET