Cos’è un transistor ad effetto di campo?

Un transistor ad effetto di campo (FET) è un componente elettronico comunemente usato nei circuiti integrati. Sono un tipo unico di transistor che offre una tensione di uscita variabile a seconda di ciò che è stato loro immesso. Ciò è in contrasto con i transistor a giunzione bipolare (BJT) progettati per avere stati di attivazione e disattivazione a seconda del flusso di corrente. Il tipo più comune di FET in uso, il transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido di metallo (MOSFET) è spesso incorporato nella progettazione della memoria del computer, poiché offre una velocità maggiore con un consumo energetico inferiore rispetto ai BJT.

I transistor hanno molte caratteristiche e funzioni diverse per i circuiti per i quali sono progettati. I transistor organici ad effetto di campo (OFET) sono costruiti su un substrato di strato organico, che di solito è una forma di polimero. Questi transistor hanno qualità flessibili e biodegradabili e sono usati per realizzare cose come display video a base di plastica e fogli di celle solari. Un altro tipo di variazione FET è il transistor ad effetto di campo a giunzione (JFET), che agisce come una forma di diodo in un circuito, conducendo corrente solo se la tensione viene invertita.

I transistor ad effetto di campo di nanotubi di carbonio (CNTFET) sono una forma di transistor ad effetto di campo sperimentale che sono costruiti su singoli nanotubi di carbonio invece di un tipico substrato di silicio. Questo li rende circa 20 volte più piccoli dei transistor più piccoli che possono essere prodotti con la tecnologia convenzionale a film sottile. La loro promessa consiste nell’offrire velocità di elaborazione del computer molto più elevate e una maggiore memoria a un costo inferiore. Sono stati dimostrati con successo dal 1998, ma problemi come la degradazione dei nanotubi in presenza di ossigeno e l’affidabilità a lungo termine sotto la temperatura o gli stress del campo elettrico li hanno mantenuti sperimentali.

Altri tipi di transistor ad effetto di campo di uso comune nell’industria includono transistor di gate, come il transistor bipolare a gate isolato (IGBT), che può gestire tensioni fino a 3,000 volt e fungere da interruttori veloci. Hanno diverse applicazioni in molti apparecchi moderni, auto elettriche e sistemi ferroviari, oltre ad essere comunemente usati negli amplificatori audio. I FET in modalità impoverito sono un altro esempio di variazione del design FET e sono spesso utilizzati come sensori di fotoni e amplificatori di circuiti.

Le numerose e complesse esigenze delle apparecchiature informatiche ed elettroniche continuano a promuovere una diversificazione nella progettazione sia del funzionamento dei transistor sia dei materiali con cui sono costruiti. Il transistor ad effetto di campo è un componente fondamentale in quasi tutti i circuiti. Il principio per il transistor ad effetto di campo è stato brevettato per la prima volta nel 1925, ma vengono continuamente creati nuovi concetti su come utilizzare quell’idea.