Se un VGS positivo (tensione tra gate e source) viene applicato a un JFET (transistor a effetto di campo a giunzione), il transistor funzionerà in modo dipendente dal suo tipo. Per un JFET a canale n, che è il tipo più comune, un VGS positivo (dove il gate è più positivo della sorgente) creerà un campo elettrico che respinge i buchi nella regione del canale di tipo p sotto il gate. Questa repulsione ridurrà la larghezza del canale, aumentandone così la resistenza. Man mano che la VGS continua ad aumentare positivamente, la larghezza del canale finirà per chiudersi completamente alla tensione di pinch-off (VP), portando a una corrente di drain (ID) trascurabile. Pertanto, un VGS positivo controlla efficacemente il flusso di corrente attraverso il JFET dallo scarico alla sorgente.
Quando la giunzione gate-source di un JFET è polarizzata direttamente, può portare a un flusso di corrente eccessivo attraverso la giunzione, causando potenzialmente danni al transistor. I JFET sono progettati per funzionare con la giunzione gate-source polarizzata inversamente, il che significa che il gate dovrebbe trovarsi a un potenziale inferiore rispetto alla sorgente per i JFET a canale n (e viceversa per i JFET a canale p). La polarizzazione diretta della giunzione gate-source può comportare un aumento della corrente di dispersione, un controllo ridotto sulla larghezza del canale e prestazioni dei transistor compromesse o addirittura guasti in condizioni estreme.
In un JFET, quando la tensione gate-to-source (VGS) è impostata su zero volt e anche la tensione drain-to-source (VDS) è impostata su zero volt, il transistor funziona tipicamente in una regione di interruzione dove molto poco o nessuna corrente scorre dallo scarico alla sorgente. In questo scenario, il JFET è effettivamente spento, poiché non vi è alcuna differenza di tensione che induca il flusso di corrente attraverso il canale tra drain e source. Il transistor rimane non conduttivo finché non vengono applicate tensioni adeguate ai terminali di gate e drain per stabilire le condizioni operative desiderate.
La tensione VGS svolge un ruolo fondamentale nel controllo dell’ID della corrente di drain in un JFET. Variando la VGS, essa modula la larghezza del canale conduttivo tra drain e source. Per un JFET a n canali, un VGS più negativo aumenta la larghezza del canale, consentendo a più corrente (ID) di fluire dallo drain alla source. Al contrario, un VGS meno negativo o positivo restringe la larghezza del canale, riducendo l’ID. Alla tensione di pinch-off (VP), dove VGS raggiunge un valore critico, il canale si chiude completamente, determinando un ID trascurabile.
Nel funzionamento tipico di un JFET, VGS non è positivo perché il transistor è progettato per funzionare con la giunzione gate-source polarizzata inversamente. Per un JFET a canale n, ciò significa che il gate dovrebbe essere negativo rispetto alla sorgente (che è a terra o a un potenziale positivo). Un VGS positivo avrebbe una polarizzazione diretta della giunzione gate-source, portando a effetti indesiderati e potenzialmente dannosi come un flusso di corrente eccessivo, una riduzione del controllo sul canale e un possibile guasto del dispositivo. Pertanto, per garantire il corretto funzionamento e la longevità del JFET, è essenziale mantenere il VGS entro l’intervallo specificato in cui la giunzione gate-source rimane polarizzata inversamente.
