LYCEE HENRI NOMINE

Année scolaire
LYCEE MANGIN
Le transistor à effet de champ
à jonction (TEC ou JFET)
BTSSE 1
Qu’est ce qu’un transistor à effet de champ à jonction (JFET)?
C’est un composant actif comportant trois bornes : le drain (D), la grille (G), la source (C).
C’est une source de courant commandée en tension.
Il peut également servir d’interrupteur commandé en tension (en commutation).
Le transistor à effet de champ à jonction peut aussi se comporter comme une résistance variable RDS commandée en
tension par VGS.
On distingue deux types de transistors à effet de champ :
- JFET canal N
- JFET canal P (très peu utilisé).
Rem. : La mobilité des trous étant plus faible que la mobilité des électrons, la résistance du canal est plus élevée et donc
le courant IDSS est moins important pour une valeur de VGSoff.
C’est pourquoi les canals P sont très peu utilisés.
Conventions :
D
G
D
G
D
G
ID
VDS
VGS < 0
VDS > 0
S
VGS > 0
VDS < 0
Canal N
S
VGS
S
Canal P
Source commune :
L’utilisation la plus commune étant le montage en source commune, le TEC peut être considéré comme un quadripôle
dont les grandeur d’entrée sont IG et VGS et les grandeur de sorties sont ID et VDS.
Réseau de caractéristiques : (pour un canal N)
Le fonctionnement du transistor se résume à l’aide de son réseau de caractéristiques :
- La caractéristique de transfert :
iD = f (VGS) à VDS constante.
- La caractéristique de sortie :
ID = f (VDS) à VGS constante.
ID = IDSS

1  VGS
 V
GSoff





2
Tension à partir de laquelle le canal
est pincé ID = 0A (tension de seuil)
R. Martinez
RDS =
RDSon
R DSon
=
V
V
1  GS
1  GS
VGSoff
Vp
(en 1ère approximation)…
avec RDSon =
Vp
2 I DSS
1
Fonctionnement : Pour un canal N :
Si VGSoff < VGS < 0, le canal drain source est conducteur.
Si VGS < VGSoff le canal drain source est bloqué.
VGSoff est appelé tension de seuil, c’est une caractéristique du TEC à jonction (de l’ordre de -5 V)
Lorsque le canal est conducteur,
- Si 0 < VDS < Vp , le canal se comporte comme une résistance.
Le courant de drain ID est proportionnel à la tension VDS.
La valeur de cette résistance dépend toutesfois de la valeur de VGS.
On dit que le transistor fonctionne dans sa zone ohmique ou résistive.
- Si VDS < Vp , le courant ID devient quasi constant et indépendant de VDS, on dit qu’il y a pincement du
canal.
Le transistor fonctionne alors dans sa zone linéaire car les variations de ID sont proportionnelles à VGS.
Applications :
- Oscillateurs CAG (en rés. variable commandée en tension pour des variations de tens. inf. à 100 mV )
- Dans les étages d’entrée d’AOP (en source de courant commandée en tension).
- En commutation, ils présentent par rapport aux transistors bipolaires certains avantages, comme un gain en
puissance plus élevé et une impédance d’entrée aux faibles fréquences beaucoup plus forte, ce qui permet de
réaliser de grandes constantes de temps avec des capacités assez faibles (monostables ou astables).
Avantages
Faible bruit
Forte impédance d’entrée (env. 1010 Ω)
Inconvénients
Pas adapté aux forts courants
Dispersions des caractéristiques d’un composant à l’autre
Doit être polarisé pour amplifier les tensions négatives.
Schéma équivalent pour les petites variations autour du point de repos.
G
G
D
D
VGS
S
VDS
en petit signaux
gmVGS
Canal N
S
Avec gm =
 V
I D
= g m 0 1  GS

Vp
VGS


 avec g m 0 = 2 I DSS

Vp

Paramètres d’un transistor JFET
VGSS ou VGSmax : c'est la tension entre la grille du transistor, équivalent à la base d'un bipolaire, et la source.
VDSS ou VDSmax: c'est la tension drain source maximale avant destruction du composant.
IDSS : courant circulant entre le drain et la source: c'est le courant continu maximal qui peut circuler sans
destruction du composant. La plupart des datasheets de ces transistors décrivent le courant max en pointe,
pendant une période de temps très court.
RDSon : c'est la résistance série entre le drain et la source, pour une tension VGS (grille source) donnée. On
veillera à ce que la puissance générée dans cette résistance soit dissipée par le boîtier du transistor: P=RI².
De quelques centaines d’Ohms pour les transistors d’usage général, 5 à 10 Ohms pour la commutation.
VGSoff ou VGSth: tension de seuil du transistor (Ex. : VGSoff = - 8V pour un 2N3819)
gm : transconductance (de 0,1 à 10 mA/V)
Ciss : Capacité d'entrée: capacité de grille, en cas d'ajout d'une résistance de grille, on veillera à ce que le filtre
RC passe bas ainsi créé, ne gène en rien quant au bon fonctionnement du circuit.
Coss : Capacité de sortie.
R. Martinez
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