<ص>
في الأجهزة الإلكترونية الحديثة، تلعب ترانزستورات التأثير الميداني (FETs) دورًا لا غنى عنه. يعد ترانزستور تأثير مجال الوصلة (JFET) أحد اللبنات الأساسية في هذه الأجهزة. باعتباره جهازًا شبه موصل ثلاثي الأطراف، يتمتع JFET بوظيفة التحكم الإلكتروني في المفاتيح والمقاومات، ويمكن حتى استخدامه لبناء مكبرات الصوت. على عكس ترانزستورات التوصيل ثنائية القطب (BJTs)، يتم التحكم في ترانزستورات JFETs بشكل كامل، مما يعني أنها لا تتطلب أي تيار متحيز، وهي ميزة تجعل JFETs ميزة كبيرة في العديد من التطبيقات.
ص>
يتم توصيل JFET عادةً عندما يكون الجهد بين بوابته ومصدره صفرًا. إذا تم تطبيق جهد متحيز للقطبية المناسبة، فسوف يقلل من تدفق التيار. ص>
كيفية عمل JFET
<ص>
يمكن مقارنة مبدأ التشغيل الأساسي لـ JFET بخرطوم الحديقة، ويمكن التحكم في كمية تدفق المياه عن طريق تقليص قطر أنبوب الماء. عندما يتم تطبيق الجهد بين البوابة ومصدر JFET، يتم تشكيل منطقة استنفاد لم تعد توصل الكهرباء بسبب نقص ناقلات الهاتف المحمول. مع توسع منطقة النضوب، يتناقص المقطع العرضي للقناة الموصلة، مما يحد من تدفق التيار. عندما تكون طبقة الاستنفاد سميكة بما يكفي لتغطي القناة الموصلة بالكامل، يدخل JFET إلى ما يسمى بحالة "الضغط".
ص>
يمكن اعتبار JFET أحد مكونات وضع الاستنفاد، بالاعتماد على مبدأ منطقة الاستنفاد للتحكم في تدفق التيار. ص>
التطور التاريخي لـ JFET
<ص>
يمكن إرجاع تطور JFET إلى أوائل القرن العشرين، حيث تقدم يوليوس ليلينفيلد بطلب للحصول على سلسلة من براءات الاختراع المشابهة لـ FET في عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين. تم تسجيل براءة اختراع JFET الحقيقية لأول مرة في عام 1945 بواسطة Heinrich Welker. بحلول الأربعينيات من القرن العشرين، كان الفائزون بجائزة نوبل جون باردين، ووالتر هاوزر براتين، وويليام شوكلي، يعملون أيضًا على تطوير تقنية FETs، لكن التكنولوجيا لم تكن ناضجة بعد في ذلك الوقت، وفشلت الواحدة تلو الأخرى. أخيرًا، تم بناء JFET المستمد من نظرية شوكلي في عام 1952 بنجاح في عام 1953 على يد جورج سي. ديسي وإيان إم روس.
ص>
في عام 1950، سجل المهندسان اليابانيان جون إيتشي نيشيزاوا وي. واتانابي براءة اختراع لجهاز مماثل يعرف باسم الترانزستور المستحث (SIT). ص>
مقدمة الهيكل
<ص>
يتكون الهيكل الأساسي لـ JFET من مقطع طويل من مادة شبه موصلة مخدرة، والتي قد تكون من النوع p أو النوع n. يشكل كل طرف وصلة أومية، ومصدرًا (S) ومصرفًا (D). يتم تشكيل تقاطع pn على جانبي أو حول قناة أشباه الموصلات هذه ويكون جهدها متحيزًا من خلال اتصال البوابة الأومية (G).
ص>
نسبة JFET
<ص>
بالمقارنة مع ترانزستورات التأثير الميداني الأخرى، فإن تيار بوابة JFET عند درجة حرارة الغرفة (أي تيار التسرب العكسي من البوابة إلى تقاطع القناة) يمكن مقارنته بتيار MOSFET، ولكنه أقل بكثير من التيار الأساسي للوصلة ثنائية القطب الترانزستورات. يتمتع JFET بموصلية توصيل أعلى من MOSFET وله ضوضاء وميض منخفضة، لذلك يتم استخدامه في بعض مكبرات الصوت التشغيلية منخفضة الضوضاء ومقاومة المدخلات العالية.
ص>
نظرًا لأن JFET يتمتع بمقاومة دخل عالية للغاية في الدائرة، فإنه يستهلك فقط كمية ضئيلة من التيار للدائرة المستخدمة كمدخل. ص>
الوضع الحالي ومستقبل JFET
<ص>
مع تطور التكنولوجيا، وخاصة إدخال الأجهزة التجارية واسعة النطاق من كربيد السيليكون (SiC) في عام 2008، أصبح JFET ممكنًا في تطبيقات التبديل عالية السرعة وعالية الجهد. على الرغم من وجود صعوبات في إنتاج SiC JFETs في الأيام الأولى، فقد تم حل هذه المشكلات بشكل أساسي وتستخدم على نطاق واسع في السيناريوهات حيث يتم استخدامها مع MOSFETs السيليكونية التقليدية ذات الجهد المنخفض.
ص>
<ص>
ومع تطور التكنولوجيا الإلكترونية، ستواجه تكنولوجيا JFET أيضًا المزيد من التطبيقات والتحديات. هل يمكننا أن نتوقع أن يلعب JFET دورًا وإمكانات أكبر في الأجهزة الإلكترونية المستقبلية؟
ص>