Temel Elektronik - JFET
JFET şu şekilde kısaltılmıştır: Junction Field Effect Transistor. JFET, normal bir FET gibidir. JFET türleri n-kanallı FET ve P-kanallı FET'tir. N-kanal FET'te n-tipi alt tabakaya bir p-tipi malzeme eklenirken, p-kanal FET'de p-tipi alt-tabakaya bir n-tipi malzeme eklenir. Bu nedenle, her ikisini de anlamak için bir tür FET'i tartışmak yeterlidir.
N-Kanal FET
N-kanallı FET, en çok kullanılan Alan Etkili Transistördür. Nchannel FET üretimi için, karşıt taraflarda difüzyon ile P tipi malzemenin oluşturulduğu dar bir N-tipi yarı iletken çubuğu alınır. Bu iki taraf, kapı terminali için tek bir bağlantı oluşturmak üzere birleştirilir. Bu, aşağıdaki şekilden anlaşılabilir.
Bu iki geçit birikimi (p-tipi malzemeler) iki PN diyotu oluşturur. Kapılar arasındaki alana birchannel. Çoğunluk taşıyıcılar bu kanaldan geçer. Bu nedenle FET'in enine kesit formu aşağıdaki şekil olarak anlaşılmaktadır.
Ohmik kontaklar, kaynağı ve tahliyeyi oluşturan n-tipi yarı iletken çubuğun iki ucunda yapılır. Kaynak ve tahliye terminalleri değiştirilebilir.
N-kanal FET'in çalışması
FET'in çalışmasına başlamadan önce, tükenme katmanlarının nasıl oluştuğu anlaşılmalıdır. Bunun için, kapı terminalindeki voltajın dediğini varsayalımVGG boşaltma terminalindeki voltaj derken ters taraflı VDDuygulanmaz. Durum bu olsun 1.
İçinde case 1, Ne zaman VGG ters taraflı ve VDDuygulanmadığında, P ve N katmanları arasındaki tükenme bölgeleri genişleme eğilimindedir. Bu, uygulanan negatif voltajın delikleri p-tipi katmandan kapı terminaline çekmesiyle olur.
İçinde case 2, Ne zaman VDD uygulanır (pozitif terminal drenaja ve negatif terminal kaynağa) ve VGG uygulanmazsa, elektronlar kaynaktan boşaltma akımını oluşturan drenaja akar. ID.
Her iki malzeme de verildiğinde ne olacağını anlamak için şimdi aşağıdaki şekle bakalım.
Kapı terminalindeki besleme, tükenme katmanını büyütür ve boşaltma terminalindeki voltaj, kaynaktan boşaltma terminaline boşaltma akımına izin verir. Kaynak terminalindeki noktanın B olduğunu ve boşaltma terminalindeki noktanın A olduğunu varsayalım, bu durumda kanalın direnci, terminal A'daki voltaj düşüşü terminal B'deki voltaj düşüşünden daha büyük olacaktır.
VA>VB
Bu nedenle, voltaj düşüşü kanalın uzunluğu boyunca giderek artmaktadır. Bu nedenle, ters polarlama etkisi boşaltma terminalinde kaynak terminalden daha güçlüdür. Bu nedenle, tükenme katmanı kanala A noktasında B noktasına göre daha fazla nüfuz etme eğilimindedir.VGG ve VDDuygulanmaktadır. Aşağıdaki şekil bunu açıklamaktadır.
Artık FET'in davranışını anladığımıza göre, FET'in gerçek işleyişinden geçelim.
Tükenme Modu Çalışma
Tükenme katmanının genişliği FET'in çalışmasında önemli bir rol oynadığından, operasyonun adın tükenmesi modu ima eder. MOSFET'lerin çalışmasında tartışılacak olan geliştirme çalışma modu adı verilen başka bir modumuz var. FakatJFETs have only depletion mode operasyon.
Geçit ve kaynak terminalleri arasında herhangi bir potansiyelin uygulanmadığını ve bir potansiyel olduğunu düşünelim. VDDdrenaj ve kaynak arasına uygulanır. Şimdi bir akımIDkanal genişliği arttıkça maksimumda boşaltmadan kaynak terminale akar. Kapı ve kaynak terminali arasında voltajın uygulanmasına izin verinVGGters taraflı. Bu, yukarıda tartışıldığı gibi tükenme genişliğini arttırır. Katmanlar büyüdükçe, kanalın enine kesiti azalır ve dolayısıyla boşaltma akımıID ayrıca azalır.
Bu boşaltma akımı daha da arttığında, hem tükenme katmanlarının birbirine değdiği ve akımı engellediği bir aşama oluşur. IDakış. Bu, aşağıdaki şekilde açıkça gösterilmiştir.
Bu tükenme katmanlarının her ikisinin de kelimenin tam anlamıyla "dokunduğu" gerilime "Pinch off voltage”. VP olarak belirtilmiştir. Boşaltma akımı bu noktada tam anlamıyla sıfırdır. Bu nedenle boşaltma akımı, kapıdaki ters ön gerilim voltajının bir fonksiyonudur.
Kapı voltajı boşaltma akımını kontrol ettiğinden, FET olarak adlandırılır voltage controlled device. Bu, boşaltma özellikleri eğrisinden daha net anlaşılır.
JFET'in Drenaj Özellikleri
FET'in boşaltılması için karakteristik eğriyi elde edebileceğimiz FET'in işlevini özetlemeye çalışalım. Bu özellikleri elde etmek için FET devresi aşağıda verilmiştir.
Kapı ve kaynak arasındaki voltaj ne zaman VGS sıfır veya kısaltılmış, mevcut ID kaynaktan drenaja, olmadığı için de sıfırdır VDSuygulamalı. Drenaj ve kaynak arasındaki voltaj olarakVDS artar, akım akışı IDkaynaktan drenaja artar. Akımdaki bu artış belirli bir noktaya kadar doğrusaldırA, olarak bilinir Knee Voltage.
Kapı terminalleri ters taraflı durumda olacak ve IDarttıkça, tükenme bölgeleri daralma eğilimindedir. Bu daralmanın uzunluğu eşit değildir, bu da bu bölgelerin giderde daha yakın ve giderde daha uzak olmasına neden olur ve bu dapinch offVoltaj. Sıkışma gerilimi, boşaltma akımının sabit bir değere (doygunluk değeri) yaklaştığı kaynak gerilimine minimum boşaltma olarak tanımlanır. Bu kısma geriliminin oluştuğu noktaya denir.Pinch off pointolarak belirtildi B.
Gibi VDS daha da artar, kanal direnci de öyle bir şekilde artar ki IDpratik olarak sabit kalır. BölgeBC olarak bilinir saturation regionveya amplifikatör bölgesi. A, B ve C noktalarıyla birlikte bunların tümü aşağıdaki grafikte gösterilmiştir.
Boşaltma özellikleri, boşaltma akımı için çizilmiştir ID drenaj kaynağı voltajına karşı VDSKapı kaynağı voltajının farklı değerleri için VGS. Bu tür çeşitli giriş voltajları için genel boşaltma özellikleri aşağıda verildiği gibidir.
Negatif kapı voltajı boşaltma akımını kontrol ettiğinden, FET, Voltaj kontrollü cihaz olarak adlandırılır. Tahliye özellikleri, bir FET'in performansını gösterir. Yukarıda çizilen boşaltma özellikleri, Drenaj direnci, Geçiş İletkenliği ve Amplifikasyon Faktörü değerlerini elde etmek için kullanılır.