Transistor à effet de champ
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2008-05-07T18:18:31Z
PhFabre
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Correction d'un lapsus au paragraphe MOSFET
{{ébauche|électronique}}
Un '''transistor à effet de champ''' (''FET'' pour Field Effect Transistor) est un dispositif semiconducteur de la famille des [[transistor]]s. Sa particularité est d'utiliser un champ électrique pour contrôler la forme et donc la conductivité d'un « canal » dans un matériau semiconducteur. Il concurrence le [[transistor bipolaire]] sur de nombreux domaines d'applications, tels que l'électronique numérique.
== Historique ==
Les transistors à effet de champ sont apparus dans les années 60.
== Présentation ==
{| cellpadding="10" cellspacing="0" align="right" style="font-size: 85%; border: 1px solid #000000;"
|- align = "center"
| [[Image:JFET P-Channel Labelled.svg|80px]] || [[Image:IGFET P-Ch Enh Labelled.svg|80px]] || [[Image:IGFET P-Ch Enh Labelled simplified.svg|80px]] || [[Image:IGFET P-Ch Dep Labelled.svg|80px]] || || P
|- align = "center"
| [[Image:JFET N-Channel Labelled.svg|80px]] || [[Image:IGFET N-Ch Enh Labelled.svg|80px]] || [[Image:IGFET N-Ch Enh Labelled simplified.svg|80px]] || [[Image:IGFET N-Ch Dep Labelled.svg|80px]] || [[Image:IGBT_symbol.gif|80px]] || N
|- align = "center"
| JFET || colspan="2"| MOSFET enr || MOSFET app || IGBT
|}
Un transistor à effet de champ est un composant à trois broches : la Grille, le Drain et la Source.
On considère que la commande du transistor se fait par l'application d'une tension V{{ind|GS}} positive dans le cas d'un type N, négative dans le cas d'un type P.
Les caractéristiques de sortie sont liées au rapport tension/courant admissible entre le drain et la source, représenté par une résistance équivalente R{{ind|DSon}} lorsque le transistor est
passant.
La pente (ou transconductance) du transistor est le rapport <math>g=I_{DS}/V_{GS}</math>. C'est l'inverse d'une résistance (donc une conductance). Plus elle est élevée, et plus le gain du transistor sera grand.
L'un des modèles les plus connus est le modèle 2N3819, toujours vendu de nos jours. Donnons ses caractéristiques :
- puissance maximale dissipée : 0,36 W
- tension drain-source maximale : 15 V
- pente : 2 à 6,5 mhos
Comme les transistors MOS et MOSFET, les transistors à effet de champ sont plus fragiles que les transistors à jonction, notamment parce qu'ils peuvent claquer suite à une décharge d'électricité statique. C'est pourquoi on doit les protéger contre les surtension d'origine statique ou dynamique afin d'éviter leur destruction.
- en court-circuitant les connexions externes pendant leur stockage, leur manipulation ou leur soudure,
- en les piquant dans des mousses conductrices.
== Fonctionnement ==
Un transistor à effet de champ est un transistor unipolaire : son fonctionnement est basé sur l'action d'un champ électrique sur un canal composé d'un seul type de porteurs de charges mobiles. Ce canal est un semi-conducteur avec un excédent d'électrons (dopage de type N), ou de trous (dopage de type P). La présence d'un champ électrique peut autoriser la conduction électrique dans ce canal (transistor à enrichissement, ou ''enhancement'') ou la réduire (transistor à appauvrissement, ou ''depletion'').
Par rapport à un transistor à jonction ordinaire (NPN ou PNP), il présente l'intérêt d'avoir une grande impédance d'entrée (supérieure au Mégohm), ce qui le rend intéressant dans certains montages (étage d'entrée d'un radiorécepteur, détecteur d'électricité statique...). Plus précisément, cette résistance d'entrée est la résistance de fuite de la jonction grille-source (GS) polarisée en inverse. La capacité d'entrée du transistor est faible (quelque picofarads).
Cette résistance d'entrée élevée et cette faible capacité d'entrée donne aux transistors à effet de champ des caractéristiques proches de celles des tubes à vide.
En réception radio, l'intérêt des transistors à effet de champ est :
- une meilleure sélectivité des circuits associés,
- un meilleur facteur de bruit (car la bande passante du circuit est réduite, du fait d'un amortissement moindre).
C'est pourquoi on les trouve souvent dans les schémas de préamplificateurs d'entrée, d'oscillateurs, de mélangeurs.
== Classification ==
=== JFET ===
{{Article détaillé|JFET}}
Un transistor de type JFET (''Junction Field Effect Transistor'') présente une grille reliée au substrat. Dans le cas d'un canal dopé N, le substrat et la grille sont fortement dopés P+ et physiquement reliés au canal. Le drain et la source sont des ilots très fortement dopées N+ dans le canal, de part et d'autre de la grille. Dans le cas d'un canal dopé P, les dopages de chaque partie sont inversés, ainsi que les tensions de fonctionnement.
=== MOSFET ===
{{Article détaillé|MOSFET}}
Un transistor de type MOSFET (''Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor'') présente une grille métallique électriquement isolée du substrat par un diélectrique de type SiO2.
=== MESFET ===
=== HEMT ou HFET ===
C'est un transistror à haute mobilité d'électrons connu sous le nom aussi de transistor à effet de champ à hétérostructure.
=== MODFET ===
=== CNFET ===
{{Loupe|CNFET}}
=== ChemFET ===
{{Loupe|Chemical Field Effect Transistor}}
=== ISFET ===
{{Loupe|Ion Sensitive Field Effect Transistor}}
=== EOSFET ===
{{Loupe|Electrolyte Oxide Semiconductor Field Effect Transistor}}
=== ENFET ===
{{Loupe|Enzymatic Field Effect Transistor}}
== Applications ==
== Voir aussi ==
* [[Transistor]]
* [[Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor]]
* [[Transistor bipolaire]]
* [[Transistor bipolaire à grille isolée]]
*Montages amplificateurs:
**Pour [[transistor bipolaire]] :
***[[Base commune]];
***[[Collecteur commun]];
***[[Émetteur commun]].
**Pour [[transistor à effet de champ]] :
***[[Drain commun]];
***[[Grille commune]];
***[[Source commune]].
{{Portail électricité et électronique}}
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