FET – Field Effect Transistor
Oggi ti parlo di uno dei componenti fondamentali nell’elettronica moderna: il FET, acronimo di Field Effect Transistor. In questo articolo vedremo cosa è un FET, come funziona, quali tipi esistono e in quali applicazioni si usa. Ti racconterò tutto in modo semplice ma tecnico, con esempi pratici per farti capire bene ogni dettaglio.
Cos’è un FET?
Il Field Effect Transistor è un tipo di transistor che utilizza un campo elettrico per controllare il flusso di corrente tra due terminali chiamati Drain (D) e Source (S). Il terzo terminale, il Gate (G), applica questo campo elettrico che regola la conducibilità del canale tra Drain e Source.
A differenza dei transistor bipolari (BJT), dove la corrente di base controlla il flusso, nel FET il controllo avviene tramite tensione applicata al gate. Questo rende i FET componenti a elevata impedenza di ingresso e con bassissimo consumo di corrente per il controllo, qualità molto apprezzate in elettronica digitale e analogica.
Come funziona un FET?
Immagina il canale tra Drain e Source come un tubo che può essere “schiacciato” o “aperto” agendo sul Gate con una tensione elettrica. Quando applichi una tensione al Gate, si crea un campo elettrico che modifica la larghezza del canale, regolando così la corrente che passa.
Se la tensione è insufficiente, il canale si chiude e la corrente non passa (stato OFF). Quando la tensione supera una certa soglia, il canale si apre e la corrente può fluire (stato ON).
Tipi principali di FET
- JFET (Junction FET): usa una giunzione p-n per creare il canale; il controllo è fatto con una tensione inversa applicata al gate.
- MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET): è il tipo più comune oggi, caratterizzato da un’ossido di silicio isolante tra gate e canale, che permette un controllo ancora più efficiente. I MOSFET si dividono in:
- N-channel MOSFET: il canale è formato da elettroni
- P-channel MOSFET: il canale è formato da lacune (buche di elettroni)
Esempio tecnico: MOSFET in un circuito di commutazione
Supponiamo di voler accendere un LED con un microcontrollore che ha una corrente limitata di uscita.
- Colleghiamo il MOSFET tra il LED e la massa (GND).
- Il Gate del MOSFET è collegato al pin del microcontrollore.
- Quando il microcontrollore fornisce una tensione alta al Gate, il MOSFET si attiva, permette il passaggio di corrente tra Drain e Source e il LED si accende.
- Quando la tensione sul Gate è bassa, il MOSFET si spegne e il LED rimane spento.
In questo modo, il microcontrollore può controllare dispositivi che richiedono correnti più alte senza danneggiarsi, grazie al comportamento a tensione controllata del FET.
Caratteristiche importanti del FET
Perché usare un FET?
Il motivo principale per cui si preferisce un FET in molte applicazioni è il suo funzionamento a tensione. Non ha bisogno di una corrente di base per pilotare il canale, quindi consuma meno energia e scalda meno. Inoltre, la sua elevata impedenza di ingresso lo rende perfetto per amplificatori e circuiti di interfaccia sensibili.
Per esempio, in un amplificatore audio, usare un FET come stadio di ingresso permette di non caricare il segnale in ingresso e di mantenere la qualità sonora più pulita.
Se ti interessa approfondire ancora di più, sappi che il comportamento del FET varia anche in base al modo di funzionamento (modi a canale arricchito o svuotato), che influisce sulle caratteristiche elettriche e applicative. Ma questo lo lascio per un altro articolo.
Domani esploreremo il BJT – Bipolar Junction Transistor, un altro tipo di transistor molto usato, e vedremo insieme le differenze con il FET per capire quando e perché scegliere uno o l’altro nei tuoi progetti elettronici.
