FETがSquare Law Deviceと呼ばれるのはなぜですか？

フィールドエフェクトトランジスタ（FET）は、ドレン電流（$ i_d $）がゲートソース電圧（$ v_ {gs} $）の正方形にほぼ比例するため、正方形の法律デバイスと呼ばれます。

その理由は次のとおりです。

* 基本的なFET操作： FETでは、ゲート電圧がチャネルの幅を制御し、ドレインとソースの間の電流の流れを決定します。

* チャネル幅依存性： チャネルの幅は、適用されたゲート電圧に直接比例します。ゲート電圧が高いと、より広いチャネルが作成され、より多くの電流が流れます。

* 現在の電圧関係： チャネルを流れる電流は、チャネル幅に比例しているため、ゲート電圧に比例します。ただし、チャネル幅自体は、排水管電圧（$ v_ {ds} $）の影響を受け、より複雑な関係を生み出します。

* 正方形の法則近似： $ v_ {ds} $の小さな値の場合、現在の電圧関係は、正方形の法則方程式によって近似できます。

* $ i_d =k（v_ {gs} -v_t）^2 $

* どこ：

* $ k $は、デバイスのジオメトリと材料特性に応じて定数です。

* $ v_t $はしきい値電圧であり、電圧は電流が流れません。

本質的に、電流の流れはチャネル幅に比例するため、正方形の法則の動作は発生します。これは、それ自体がゲートソース電圧の正方形に比例します。これは、MOSFET（金属酸化物半導体フィールドエフェクトトランジスタ）とJFETS（ジャンクションフィールド効果トランジスタ）の両方に当てはまります。

注： 正方形の法則近似は、小さな排水管電圧に対して有効です。 $ v_ {ds} $が増加すると、現在の電圧関係はより複雑になり、広場法から逸脱します。ただし、「正方形の法律装置」の用語は、重要な動作範囲のFETの基本的な動作を正確に説明するため、持続します。