Um transistor de efeito de campo (FET) é chamado de dispositivo de lei quadrada porque sua corrente de drenagem ($ i_d $) é aproximadamente proporcional ao quadrado da tensão da fonte de porta ($ v_ {gs} $).
Aqui está o porquê:
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operação básica do FET: Em um FET, a tensão da porta controla a largura do canal, que determina o fluxo de corrente entre o dreno e a fonte.
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dependência da largura do canal: A largura do canal é diretamente proporcional à tensão da porta aplicada. Uma tensão de portão mais alta cria um canal mais amplo, permitindo que mais corrente flua.
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Relacionamento de tensão atual: A corrente que flui através do canal é proporcional à largura do canal e, portanto, proporcional à tensão da porta. No entanto, a largura do canal em si também é influenciada pela tensão da fonte de drenagem ($ v_ {ds} $), criando um relacionamento mais complexo.
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Aproximação da lei quadrada: Para pequenos valores de $ v_ {ds} $, a relação atual-tensão pode ser aproximada por uma equação da lei quadrada:
* $ I_d =k (v_ {gs} - v_t)^2 $
* Onde:
* $ K $ é uma constante, dependendo da geometria do dispositivo e das propriedades do material.
* $ V_t $ é a tensão limite, uma tensão abaixo da qual não há fluxos de corrente.
Em essência, o comportamento da lei quadrada surge porque o fluxo atual é proporcional à largura do canal, que é proporcional ao quadrado da tensão da fonte de porta. Isso é verdade para os MOSFETs (transistor de efeito de campo semicondutor de óxido de metal) e JFETs (transistor de efeito de campo de junção). Nota: A aproximação da lei quadrada é válida para pequenas tensões de origem de drenagem. À medida que $ v_ {ds} $ aumenta, a relação de tensão atual se torna mais complexa e se desvia da lei quadrada. No entanto, a terminologia do "dispositivo da lei quadrada" persiste porque descreve com precisão o comportamento fundamental dos FETs para uma faixa operacional significativa.
