1) Caratteristica del FET

Le curve caratteristiche di un tipico FET a canale n sono mostrate in figura.

La curva tratteggiata unisce i punti di pinchoff corrispondenti ai vari valori di   . La zona di saturazione ha quindi inizio per    se     , per    se     etc.
Ricordiamo che \’e inoltre:

la cui rappresentazione grafica \’e appunto la curva tratteggiata.
La caratteristica che esprime l’andamento di    in funzione di    nella zona di saturazione \’e mostrato nella figura che segue.

Questa \’e espressa analiticamente da:

che \’e spesso approssimata con un andamento quadratico:

Come sappiamo, un FET \’e un dispositivo che controlla una corrente (la corrente nel canale,    )mediante una tensione (la differenza di potenziale    tra gate e source). Un parametro importante \’e quindi la trnsconduttenza     :

Facendo uso dell’ultima equazione (con n=2) s:

La corrente di    nella zona di saturazione non \’e rigorosamente costante per    fissato, ma dipende leggermente anche da    . Scriveremo allora:

e, per piccole variazioni di   e   :

dove:           \’e la caratteristica del canale nella zona di saturazione:      .
Valori tipici di    ed   sono:

Spesso   \’e cos\’i elevato da poter esser trascurato.
Confrontiamo la (6) con l’analoga equazione per il transitor bipolare:

vediamo che il parametro     del transitor bipolare corrisponde a   del JFET, mentre    corrisponde a     .
Il    tipico del FET \’e         , mentre il parametro      del transitor bipolare vale        .

2) Circuito equivalente del FET

L’equazione (6) della sezione precedente porta in modo immediato al seguente circuito equivalente.

Notiamo che l’impedenza d’ingresso \’e effettivamente infinita, il che \’e rappresentato dal gate che risulta isolato nello schema equivalente.
Usando poi il teorema di Thevenin, possiamo sostituire al generatore dipendente di corrente in parallelo con la resistenza  , un generatore di tensione in serie con  :

   \’e noto come “Conduttanza di deain” o “conduttanza d’uscita”
   \’e anche uguale a:

3) Schemi di polarizzazione per il JFET

Uno schema tipico in cui un JFET a canale  n  viene adoperato come amplificatore \’e quello mostrato in figura. Si ha:

Il condensatore C \’e un corto circuito per la componente variabile, mentre \’e un interruttore aperto per la corrente che polarizza il source.
Se sono dati   ,   ,   , ,,, \’e immediato trovare il punto di lavoro, facendo uso delle caratteristiche di uscita o dell’espressione analitica di   :

Infatti, dalla eq. (8) si ha:     e, uguagliando questa al secondo membro della (10):

si ha in tal modo un’equazione quadratica nella variabile  . Risolta tale equazione si ottiene   .
Noto cos\’i   , si calcola  della (10).
Noto ora  , si calcola   facendo uso della (9).
Esempio:

Troviamo facilmente:

da cui:

ed infine:

Allo stesso risultato si potrebbe arrivare facendo uso delle caratteristiche di uscita, mostrate in figura.

Il valore di   fissa il punto della retta di carico corrispondente a   , mentre il rapporto tra   ed    fissa il punto corrispondente a   .
Il punto di lavoro Q sar\’a il punto d’intersezione tra la retta di carico e la curva caratteristica per la quale risulti essere:

Esaminiamo come secondo esempio il seguente.
Si vuol calcolare la rete di polarizzazione di un J-FET a canale n (BFW10) tale che il punto di riposo abbia:

I parametri   e   , ottenibili dal costruttoree, sono:

Il circuito di polarizzazione \’e il medesimo usato nell’esempio precedente. Calcoliamo ora i componenti. Dall’espressione analitica di   , troviamo:

che, con i valori numerici dati, fornisce:

Con tale valore di   troviamo:

Il valore della resistenza  non \’e molto importante.
Il suo valore pu\’o essere scelto in modo tale che la resistenza d’ingresso dell’amplificatore sia il pi\’u grande possibile.
Se poi si vuol tener conto del taglio in frequenza posto dalla presenza del condensatore C, ammettendo di voler adoperare l’amplificatore per segnali aventi frequenza     Hz, avremo, per la costante di tempo associata al sistema   :

La frequenza     corrisponde ad un tempo   . Richiedendo che sia   , avremo:

Per calcolare i valori dei componenti necessari per polarizzare un FET, \’e possibile alternativamente far uso della caratteristica mutua   .
Consideriamo ad esempio il caso di un FET per il quale, dalla caratteristica mutua, si possa desumere che per il valore di    voluto (10 su A) sia   . Se inoltre si vuole      e     , dalle solite equazioni (8) e (9) si trova: