Transistors FET

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Les transistors FET (Field Effect Transistor en anglais ou transistor à effet de champ) s’apparentent plus aux tubes thermoïoniques qu’aux transistors bipolaires (notion de pente au lieu de gain).

  • L’entrée s’appelle la source,
  • le drain est en sortie
  • et la commande se nomme la porte (gate en anglais).

Les FET (surtout ceux à l’arséniure de gallium, cristal GaAs) génèrent beaucoup moins de bruit que les transistors bipolaires.

Le J-FET (FET à jonction) est constitué d’un barreau semi-conducteur de type N appelé canal. Aux deux extrémités du canal sont reliées la source et le drain. La porte est reliée à un semi-conducteur de type P en forme de bague et entoure le canal. La porte est aussi appelée aussi grille par référence aux tubes. La jonction PN au niveau de la porte est isolante lorsque la tension de la porte est négative par rapport au canal.
Lorsque la tension inverse sur la porte augmente, la barrière de potentiel s’élargit, le canal se rétrécit et l’intensité diminue. On ne parle pas de gain mais de pente, qui est le rapport obtenu en divisant l’intensité du drain par la tension appliquée à la porte (pente = Id/Vg). L’impédance d’entrée du circuit est très grande (de l’ordre de la résistance de la diode montée en sens inverse). L’impédance de sortie est très faible et varie en fonction de la tension de porte (Vg). La puissance admissible par les FET reste faible.

Dans un FET à porte isolée (MOS-FET), G1 est la porte de commande où le signal d’entrée est appliqué et, pour les MOS-FET à 2 portes, la tension de G2 détermine la pente. A la
différence des J-FET, la tension de commande des portes est positive par rapport à la source. Dans un substrat (équivalent du canal pour les FET) faiblement dopé P, sont insérées deux zones N fortement dopées qui sont la source et le drain ; elles sont distantes d’une dizaine de µm et séparées par le substrat P. La source est reliée au substrat. Les portes, placées entre la source et le drain, sont isolées du substrat par une fine couche d’isolant (de l’oxyde de silicium). Cette caractéristique donne son nom au MOSFET : Metal Oxyde Semiconductor. Par effet capacitif, les tensions positives présentes sur les portes attirent les rares électrons présents dans le substrat P créant ainsi une zone N conductrice plus ou moins étroite entre la source et le drain. La puissance admissible par les MOS-FET les rend fréquents dans les étages de puissance.

Le transistor unijonction (UJT), appelé aussi diode à deux bases, est composé d’un émetteur sur lequel est appliqué le signal d’entrée et de deux bases. Sa structure interne est proche de celle du FET. Ce transistor, peu courant dans les applications radio, est remplacé de nos jours par le thyristor.

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