موضوع مقاله: ترانزیستور پیوندی اثر میدان | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ترانزیستور پیوندی اثر میدان | مقدمه: ترانزیستور پیوندی اثر میدان یا جِی‌فِت به گونه‌ای از ترانزیستورهای اثر میدان گفته می‌شود که از یک کانال عبور و یک گیت تشکیل شده‌اند. | ## بخش 1: ترانزیستور پیوندی اثر میدان | در JFET جریان الکتریکی عبوری از کانالِ بین سرهای سورس و درین، با اعمال ولتاژ به سر گیت کنترل می‌شود. برای تغییر مقاومت ناحیهٔ کانال، عرض ناحیهٔ تهی (بدون حامل الکتریکی) را با اعمال بایاس معکوس بین پیوند گیت و کانال تغییر می‌دهند. می‌توان آن را به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی تحت کنترل یا به عنوان یک مقاومت کنترل شده به وسیلهٔ ولتاژ استفاده کرد. ساختار هنگامی که یک ولتاژ به گیت اعمال شده‌است، جریان الکتریکی از سورس به درین در یک JFET کانال p محدود می‌شود. JFET یک کانال طولانی از مواد نیمه هادی است، که طوری آلاییده می‌شود که حاملین اکثریت شامل بار مثبت یا حفره‌ها (در نوع p) باشد یا حاملین اکثریت، بار منفی یا الکترون (نوع n) باشد. یک پیوند pn در یک یا در دو طرف یا در اطراف کانال تشکیل می‌شود، به گونه‌ای که ناخالصی آن مخالف ناخالصی کانال باشد. جریان آبی که از شلنگ عبور می‌کند را می‌توان با فشردن آن کنترل کرد تا سطح مقطع آن را کاهش داد. جریان همچنین به میدان الکتریکی بین سورس و درین بستگی دارد (شبیه به تفاوت در فشار بر هر انتهای شلنگ). | ## بخش 2: ترانزیستور پیوندی اثر میدان | ساخت کانال هدایت با استفاده از اثر میدان انجام می‌شود: برای بایاس معکوس کردن گیت-سورس پیوند pn یک ولتاژ بین گیت و سورس اعمال می‌شود. بدین وسیله ناحیهٔ تهی این اتصال را وسیعتر می‌کند و به کانال هدایت تجاوز می‌کند و سطح مقطع را محدود می‌کند. زمانی که ناحیهٔ تهی، عرض کانال رسانش را کم می‌کند "pitch off" به‌دست می‌آید و رسانش بین درین و سورس متوقف می‌شود. به عنوان مثال برای قطعهٔ Temic J201 از ۰/۸- تا ۴- ولت متغیر است (مقادیر معمول آن بین ۰/۳- تا ۱۰- ولت است). برای خاموش کردن دستگاه کانال N نیاز به یک منبع ولتاژ منفی بین گیت و سورس (VGS) در مقابل، برای خاموش کردن دستگاه کانال P نیاز به VGS مثبت است. در عملیات معمول، میدان الکتریکی توسعه یافته توسط گیت، جریان سورس درین را تا حدودی متوقف می‌کند. بنابراین این نماد فقط برای آن دسته از JFETهایی استفاده شود که در واقع جابه‌جایی پذیرند. به‌طور رسمی، فرم این نماد باید جزء را داخل دایره نشان دهد (به نمایندگی از پوشش یک دستگاه گسسته). | ## بخش 3: ترانزیستور پیوندی اثر میدان | مانند یک دیود معمولی، فلش از P به N اشاره می‌کند که همان جهت جریان عادی است زمانی که بایاس مستقیم است. مقایسه با ترانزیستورهای دیگر در دمای اتاق جریان گیت JFET (نشت معکوس از پیوند گیت به کانال) مشابه جریان در MOSFET (که بین گیت و کانال عایق اکسید وجود دارد)، اما بسیار کمتر از جریان بیس در یک ترانزیستور اتصال دوقطبی است. بنابراین در بیشتر نویزهای پایین، مقاومت درونی ظاهری بالا و تقویت کننده‌های عملیاتی استفاده می‌شود. با این حال، برای چندین سال ایجاد کریستال‌های آلائیده شده با حرارت کافی برای نشان دادن این اثر امکان‌پذیر نبود. در سال ۱۹۴۷، پژوهشگران جان باردین ،والتر هاوسر براتین و ویلیام شاکلی زمانی که ترانزیستور نقطه تماسی را کشف کرده بودند، برای ساخت اولین JFET تلاش می‌کردند. اولین نسل JFETهای عملی برخلاف انتظار آن‌ها سال‌ها بعد از ترانزیستورهای پیوندی ساخته شد. مدل ریاضی جریان در N-JFET به دلیل یک ولتاژ کوچک VDS شده توسط فرمول زیر به‌دست می‌آید: که جریان اشباع درین-سورس =IDSS ضخامت کانال = 2a عرض w = طول L= شارژ الکترونی Q = 1.6*10^-9= الکترون تحرک μn = نئودیمیم = N نوع غلظت دوپینگ در ناحیه اشباع: در منطقه خطی: یا جایی که Vp ولتاژ مصرف شده‌است، حداقل ولتاژ از گیت –سورس برای به‌طور کامل خاموش کردن، عبور می‌کند. | ## جمع‌بندی | هنگامی که در مقایسه با - کوچک است، دستگاه مانند یک مقاومت کنترل شده باولتاژ عمل می‌کند.