[PDF] Le transistor à effet de champ (TEC) Field Effect Transistor (FET)

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Le transistor à effet de champ (TEC)

Field Effect Transistor (FET)

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Présentation générale

•Transistor à effet de champse présente comme une résistance variable commandée par une tension extérieure •Comparaison avec le transistor bipolaire: - fonctionnement lié au déplacement d"un seul type de porteur (porteur majoritaire) - Très forte impédance d"entrée (MW) - Facteur de bruit inférieur au transistor bipolaire

Transistor à canal N

Transistor PNP

Le sens de la flèche indique le sens du courant de grille GD SGD S 3 Présentation générale•Constitution du TEC à canal N

Sur un substrat de type P(

Grille

) fortement dopé (P+) sont déposées : Une zone N faiblement dopée qui constitue le canal

Deux zones N fortement dopées (N

+) qui constitue des bornes d"entrée (

Source

) et de sortie du canal ( Drain •Elément actif

à3 accès :

Grille

(G) : électrode de commande,

Source

(S) : électrode par laquelle les porteurs majoritaires entrent dans le canal, Drain (D) : électrode par laquelle les porteurs majoritaires quittent le canal. N+ P+ N+

CanalSubstrat

Grille (G)

Drain (D)

P+NSource (S)

4 Fonctionnement du transistor à canal N•VGS= 0 V (grille et source reliées) - VDS= 0 V •VGS= 0 V (grille et source reliées) - VDS≥ 0 V faible N+ P+ N+ G D P+NS Zone de charge d"espaceLa mise en contact des zones P et N donne naissance à des zones de charges d"espace qui diminuent la largeur effective du canal La jonction grille drain est polarisée en inverse -Les zones de charge d"espace augmentent - Si V

DSfaible, le canal se

comporte comme une résistance R DS le transistor à un comportement ohmique N+ P+ N+ G D P+NS

Zone de charge d"espace

5

Fonctionnement du transistor à canal N•VGS= 0 V (grille et source reliées) - VDS≥ 0 V élevée

Si VDSla section conductrice du canal diminueRDSet le courant I Dentre le drain et la source commence à être limité - Lorsque les deux zones de charge d"espace se rejoignent le canal est pincé (

VDS= Vp

N+ P+ N+ G D P+NS

Zone de charge d"espace

Zone ohmique

ID V DS

VGS= 0IDSS

VPVDSmaxV

DSmax= tension de ruptureZone de saturation

Si VDS> VpIDconstant

zone de saturation du transistor 6 Fonctionnement du transistor à canal N•VGS< 0 V - VDS= 0 V Si |V GS| l"épaisseur du canal se rétrécit - le canal est totalement pincé lorsque VGS = -V p •VGS< 0 V - VDS> 0 V Si |V GS| < Vp le canal ne peut être complètement fermé le courant IDqui circule dépend de V DS et V GS Si V DS > V

DScoude

= Vp - V GS le courant I

Dn"augmente plus

7

Caractéristiques statiques du TEC à canal N

•La caractéristique de transfert est tracée lorsque le transistor est dans la zone de saturation

VGS1VGS2

ID

VDS > 0

VGS= 0

I DSS

VPZone de saturation

V

P+VGS2Zone ohmique

VGS < 0-V

P VGS1 Caractéristique de transfertCaractéristique de Kellog VGS2

VP+VGS1

8 Paramètres statiques du TECParamètres obtenus en considérant le montage suivant :

Paramètres d"entrée : I

Get V GS

Paramètres de sortie : I

Det V DS

La tension V

GS est toujours négative la jonction Grille-Source est polarisée en inverse donc I

G»»»»0FTEC

IGVGS ID VDS

TECGrille

Source

SourceDrain

9 Paramètres statiques du TEC•Loi de variation du courant ID

Zone ohmique : VDS < VDScoude= Vp+ VGS

avec Vp> 0 et VGS< 0

Zone de saturation : VDS > VDScoude

1 avec V p> 0 et VGS< 0

Dans ce cas I

Dest indépendant de V

DS •Résistance Grille-Source la jonction Grille-Source est polarisée en inverse donc

IG»»»»0

»»»»10 MW W W W très grande 10 Paramètres statiques du TEC•Résistance Drain Source dépend de la zone d"utilisation du TEC •Pente de la caractéristique ID= f(VGS) dans la zone de saturation !avec 1

Pour VGS= 0ID= IDSSgm= gm0(valeur maximale)

Pour -Vp< VGS< 0%

11 Polarisation du TEC à canal N en zone de saturation

Objectif de la polarisation

: Fixer les valeurs des tensions VGS0, VDS0 et du courant I

D0pour l"utilisation du transistor en alternatif

avec I

Gtrès faible (

IG»»»»0

R

Gélevée

R Det R

Sservent à limiter le continu

RDV

DD> 0RS

RG IG IDIS GSD

Exemple : polarisation automatique en zone

de saturation 12 Polarisation du TEC à canal N - Droite de polarisation '()*+,-./01*/2-,+0/03-1*2,4*+,-. or

IG»»»»0 et&

Equation de la droite

de polarisation ou droite d"attaque RDV DD> 0 RSquotesdbs_dbs5.pdfusesText_9

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