FET – Transistor à effet de champ : fonctionnement et applications

FET – Transistor à effet de champ : fonctionnement et applications

Aujourd’hui on va voir en détail ce qu’est un FET, ou transistor à effet de champ, un composant fondamental en électronique qui permet de contrôler le courant électrique grâce à un champ électrique.

Principe de fonctionnement du FET

Le FET est un dispositif à trois bornes : la source, le drain et la grille. Contrairement aux transistors bipolaires, il est commandé en tension plutôt qu’en courant. La tension appliquée sur la grille crée un champ électrique qui module la conductivité du canal entre la source et le drain.

Ce principe permet un contrôle très efficace du courant avec une consommation d’énergie minimale, ce qui rend le FET particulièrement adapté aux circuits intégrés et aux amplificateurs de faible puissance.

Types principaux de FET

• JFET (Junction FET) : utilise une jonction PN pour former la grille, fonctionnant essentiellement en mode déplétion.
• MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) : la grille est isolée par une couche d’oxyde, ce qui permet un contrôle capacitif et une très haute impédance d’entrée.

Le MOSFET est le type le plus utilisé aujourd’hui, notamment en raison de sa faible consommation et de sa compatibilité avec la fabrication de circuits CMOS.

Caractéristiques électriques essentielles

Fonctionnement en mode déplétion et enrichissement

Le FET peut fonctionner de deux façons selon la conception :

1. Mode déplétion : Le canal est naturellement conducteur et la tension appliquée réduit le courant.
2. Mode enrichissement : Le canal est initialement non conducteur et la tension appliquée crée ou augmente la conductivité.

Cette distinction est importante pour adapter le transistor aux différentes applications électroniques.

Applications courantes des FET

• Amplification de signal : grâce à leur haute impédance, les FET sont utilisés en entrée d’amplificateurs pour minimiser la charge sur la source.
• Commutation électronique : ils remplacent souvent les relais mécaniques dans les circuits modernes pour leurs vitesses de commutation élevées et leur durée de vie accrue.
• Circuits numériques : les MOSFET sont la base des microprocesseurs et mémoires grâce à leur intégration facile et faible consommation.

Exemple simple d’utilisation d’un MOSFET

Un MOSFET canal N peut servir de commutateur commandé par un microcontrôleur. Lorsque la grille reçoit une tension positive suffisante, le canal s’ouvre et le courant passe entre la source et le drain, activant ainsi une charge comme une LED ou un moteur.

Le FET, par sa polyvalence, reste un composant incontournable pour comprendre les circuits électroniques modernes. Pour approfondir, découvrez comment fonctionnent les transistors bipolaires (BJT) et leurs différences avec les FET.