Che 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 immesso. Ciò è in contrasto con i transistor di giunzione bipolare (BJT) progettati per avere stati on e off a seconda del flusso di corrente. Il tipo più comune di FET in uso, il transistor a effetto di campo in metallo-ossido-semiconduttore (MOSFET) è spesso incorporato nella progettazione della memoria del computer, poiché offre una velocità maggiore con un consumo di energia inferiore rispetto ai BJT.

I transistor hanno molte caratteristiche e funzioni diverse per i circuiti per i quali sono progettati. I transistor organici a 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 vengono utilizzati per realizzare oggetti come schermi video a base plastica e fogli di celle solari. Un altro tipo di variazione FET è il transistor a effetto di campo di giunzione (JFET), che funge da forma di diodo in un circuito, conducendo corrente solo se la tensione è invertita.

I transistor a effetto di campo a nanotubi di carbonio (CNTFET) sono una forma di transistor a effetto di campo sperimentale che sono costruiti su singoli nanotubi di carbonio anziché su un tipico substrato di silicio. Ciò li rende circa 20 volte più piccoli dei più piccoli transistor che possono essere fabbricati con la tecnologia convenzionale a film sottile. La loro promessa è quella di offrire velocità di elaborazione del computer molto più elevate e maggiore memoria a un costo inferiore. Sono stati dimostrati con successo dal 1998, ma problemi come il degrado dei nanotubi in presenza di ossigeno e l'affidabilità a lungo termine sotto la temperatura o le sollecitazioni del campo elettrico li hanno tenuti sperimentali.

Altri tipi di transistor ad effetto di campo di uso comune nell'industria includono transistor a gate, come il transistor bipolare a gate isolato (IGBT), in grado di gestire tensioni fino a 3.000 volt e fungere da switch veloci. Hanno diverse applicazioni in molti apparecchi moderni, sistemi elettrici per auto e treni, oltre ad essere comunemente utilizzati negli amplificatori audio. I FET in modalità esaurita sono un altro esempio di variazione del design FET e sono spesso utilizzati come sensori di fotoni e amplificatori di circuiti.

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