¿Por qué FET se llama dispositivo Square Law?

Un transistor de efecto de campo (FET) se llama dispositivo de ley cuadrada porque su corriente de drenaje ($ i_d $) es aproximadamente proporcional al cuadrado del voltaje de fuente de puerta ($ V_ {GS} $).

He aquí por qué:

* Operación básica de FET: En un FET, el voltaje de la puerta controla el ancho del canal, que determina el flujo de corriente entre el drenaje y la fuente.

* Dependencia del ancho del canal: El ancho del canal es directamente proporcional al voltaje de la puerta aplicada. Un voltaje de puerta más alto crea un canal más amplio, lo que permite que fluya más corriente.

* Relación de voltaje de corriente: La corriente que fluye a través del canal es proporcional al ancho del canal y, por lo tanto, proporcional al voltaje de la puerta. Sin embargo, el ancho del canal en sí también está influenciado por el voltaje de fuente de drenaje ($ v_ {ds} $), creando una relación más compleja.

* Aproximación de la ley cuadrada: Para valores pequeños de $ v_ {ds} $, la relación de voltaje actual puede ser aproximada por una ecuación de ley cuadrada:

* $ I_d =k (v_ {gs} - v_t)^2 $

* Dónde:

* $ K $ es una constante dependiendo de la geometría del dispositivo y las propiedades del material.

* $ V_T $ es el voltaje umbral, un voltaje por debajo del cual no fluye la corriente.

En esencia, el comportamiento de la ley cuadrada surge porque el flujo de corriente es proporcional al ancho del canal, que en sí mismo es proporcional al cuadrado del voltaje de fuente de puerta. Esto es cierto tanto para MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido de metal) como para JFET (transistor de efecto de campo de unión).

nota: La aproximación de la ley cuadrada es válida para pequeños voltajes de fuente de drenaje. A medida que $ V_ {DS} $ aumenta, la relación de voltaje actual se vuelve más compleja y se desvía de la ley cuadrada. Sin embargo, la terminología del "dispositivo de ley cuadrada" persiste porque describe con precisión el comportamiento fundamental de los FET para un rango operativo significativo.