Zašto se FET naziva kvadratni uređaj?

Tranzistor s efektom polja (FET) naziva se uređaj kvadratnog zakona jer je njegova struja odvoda ($I_D$) približno proporcionalna kvadratu napona gate-source ($V_{GS}$).

Evo zašto:

* Osnovni FET rad: U FET-u, napon gejta kontrolira širinu kanala, što određuje protok struje između odvoda i izvora.

* Ovisnost o širini kanala: Širina kanala izravno je proporcionalna primijenjenom naponu vrata. Viši napon vrata stvara širi kanal, dopuštajući protok veće količine struje.

* Odnos struje i napona: Struja koja teče kroz kanal proporcionalna je širini kanala, a time i proporcionalna naponu vrata. Međutim, sama širina kanala također je pod utjecajem napona odvod-izvor ($V_{DS}$), stvarajući složeniji odnos.

* Aproksimacija kvadratnog zakona: Za male vrijednosti $V_{DS}$, odnos struje i napona može se aproksimirati kvadratnom jednadžbom:

* $I_D =K (V_{GS} - V_T)^2$

* Gdje:

* $K$ je konstanta koja ovisi o geometriji uređaja i svojstvima materijala.

* $V_T$ je napon praga, napon ispod kojeg ne teče struja.

U biti, kvadratni zakon nastaje zato što je strujni tok proporcionalan širini kanala, koja je sama proporcionalna kvadratu napona vrata-izvora. Ovo vrijedi i za MOSFET (metalno-oksidni poluvodički tranzistor s efektom polja) i JFET (spoj tranzistor s efektom polja).

Napomena: Aproksimacija kvadratnog zakona vrijedi za male napone odvod-izvor. Kako $V_{DS}$ raste, odnos struja-napon postaje složeniji i odstupa od kvadratnog zakona. Međutim, terminologija "kvadratnog uređaja" ostaje prisutna jer točno opisuje temeljno ponašanje FET-ova za značajan radni raspon.