Quais são as três regiões de operação de um JFET? Descreva as características de cada uma.

Passo 1

O enunciado pede para identificar e descrever as três regiões de operação de um JFET (Junction Field‐Effect Transistor). O conteúdo envolve entender como as tensões V_{GS} (gate–source) e V_{DS} (drain–source) determinam o modo de funcionamento do transistor, e conhecer as expressões aproximadas de corrente de dreno I_D em cada região.

Passo 2

Região de corte
Nesta região o canal está completamente fechado. Ocorre quando
V_{GS}\le V_P
sendo V_P a tensão de pinch‐off (ou tensão de off). Como não há canal condutor entre dreno e fonte, a corrente de dreno é praticamente nula:
I_D\approx 0.

Passo 3

Região ôhmica (linear)
Aqui o canal está formado e não pincha até o dreno. As condições são
V_{GS}>V_P \quad\text{e}\quad V_{DS}<V_{GS}-V_P.
O dispositivo comporta‐se como um resistor controlado pela porta, de modo que
I_D\propto V_{DS},
isto é, I_D cresce quase linearmente com V_{DS}. Em aproximação de pequeno sinal pode‐se usar
I_D\approx g_d\,V_{DS},
onde g_d é a condutância de dreno na região ôhmica.

Passo 4

Região de saturação (pinch-off)
Ocorre quando o canal já pincha próximo ao dreno, mas a corrente se estabiliza (não aumenta muito com V_{DS}). As condições são
V_{GS}>V_P \quad\text{e}\quad V_{DS}\ge V_{GS}-V_P.
Nesse ponto a corrente de dreno atinge um valor praticamente constante, dado por
I_D = I_{DSS}\Bigl(1 - \frac{V_{GS}}{V_P}\Bigr)^2,
onde I_{DSS} é a corrente de dreno no ponto de saturação para V_{GS}=0.

Resposta

Corte: V_{GS}\le V_P, canal fechado, I_D\approx0.
Ôhmica (linear): V_{GS}>V_P e V_{DS}<V_{GS}-V_P, canal aberto sem pinçamento, I_D\propto V_{DS}.
Saturação (pinch-off): V_{GS}>V_P e V_{DS}\ge V_{GS}-V_P, canal pinçado no dreno,
I_D = I_{DSS}\Bigl(1 - \frac{V_{GS}}{V_P}\Bigr)^2.

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