تعریف ترانزیستور اثر میدان

تعریف ترانزیستور اثر میدان:
جریان خروجی کلکتور، متناسب با جریان ورودی گذرنده از بیس است که سبب می شود ترانزیستور مانند یک قطعه جریان کار کند (مدل بتا)، زیرا یک جریان کوچک تر را می توان برای سوئیچ جریان بزرگ بار به کار برد.

ترانزیستور اثر میدان (Field Effect Transistor) یا FET، از یک ولتاژ برای اعمال به ترمینال ورودی که گیت (Gate) نامیده می شود، استفاده می کند و جریان گذرنده از آن متناسب با این ولتاژ است.

از آن جایی که عملکرد FET مبتنی بر یک میدان الکتریکی حاصل از ولتاژ گیت ورودی است (نام اثر میدان به همین دلیل است)، سبب می شود ترانزیستور اثر میدان، یک قطعه مبتنی بر ولتاژ باشد.

ترانزیستور اثر میدان، یک قطعه نیمه هادی تک قطبی است که مشخصات آن بسیار شبیه به ترانزیستور دوقطبی مشابه است.

برخی از ویژگی های این قطعه، بازدهی بالا، عملکرد لحظه ای، مقاوم و ارزان بودن است که می توان آن را در اغلب مدارهای الکترونیکی با ترانزیستورهای پیوندی دوقطبی (BJT) معادل جایگزین کرد.

ترانزیستورهای اثر میدان را می توان در ابعاد کوچک تری نسبت به ترانزیستور دوقطبی معادل ساخت و به دلیل مصرف و تلفات توان پایینی که دارند، گزینه مناسبی برای استفاده در مدارهای مجتمع مانند CMOS در تراشه های دیجیتال هستند.

در ترانزیستورهای دوقطبی، آرایش مواد نیمه هادی فیزیکی نوع P و نوع N، نوع ترانزیستور را مشخص می کند.

این تفاوت ساختار مواد نیمه رسانا را برای ترانزیستورهای اثر میدان نیز می توان بیان کرد و FETها را در دو دسته اصلی FET کانال N و FET کانال P قرار داد.

ترانزیستور اثر میدان، سه پایه یا ترمینال اصلی دارد که پیوند PN در مسیر اصلی هدایت جریان بین ترمینال های درین (Drain) و سورس (Source) وجود ندارد. این دو پایه، نقشی متناظر با پایه های کلکتور و امیتر در ترانزیستور دوقطبی دارند.

مسیر جریان بین این دو ترمینال، «کانال» (Channel) نامیده می شود و از ماده نیمه رسانای نوع P یا نوع N ساخته می شود.

کنترل جریان گذرنده از این کانال با تغییر ولتاژ اعمالی بر گیت (Gate) امکان پذیر است. همان طور که از نام ترانزیستورهای دوقطبی پیداست، قطعاتی دوقطبی هستند، زیرا با هر جریان دو نوع حامل های بار حفره و الکترون کار می کنند.

در مقابل، ترانزیستور اثر میدان، یک قطعه تک قطبی است که فقط به حرکت الکترون ها (کانال N) یا حفره ها (کانال P) بستگی دارد.

ترانزیستور اثر میدان، یک مزیت اساسی نسبت به ترانزیستورهای دوقطبی مشابه دارد و آن این است که امپدانس ورودی (Rin) بسیار بزرگی (چند هزار اهم) دارد.

این امپدانس ورودی بسیار بزرگ، FETها را نسبت به سیگنال های ولتاژ ورودی، بسیار حساس می کند. اما همین حساسیت بالا گاهی دردسرساز می شود و ممکن است FET با الکتریسیته ساکن به سادگی آسیب ببیند.

دو نوع اصلی ترانزیستور اثر میدان وجود دارد:
ترانزیستور اثر میدان پیوندی (Junction Field Effect Transistor) یا JFET و ترانزیستور اثر میدان با گیت ایزوله شده (Insulated-gate Field Effect Transistor) یا IGFET که معمولاً با نام ترانزیستور اثر میدان نیمه هادی اکسید فلز (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) یا MOSFET نامیده می شود.