JFET yra jungties vartų lauko tranzistorius. Įprastas tranzistorius yra srovės valdomas įtaisas, kuriam reikia srovės, kad būtų įtampa, o JFET yra įtampa valdomas įtaisas. Panašiai kaip MOSFET, kaip matėme ankstesnėje mokymo programoje, JFET turi tris terminalus „ Gate“, „Drain“ ir „Source“.
JFET yra esminis komponentas, valdantis tikslaus lygio įtampos valdymą analoginėje elektronikoje. Mes galime naudoti JFET kaip įtampos valdomus rezistorius arba kaip jungiklį, ar net pagaminti stiprintuvą naudodami JFET. Tai taip pat energiją taupanti versija, pakeičianti BJT. JFET užtikrina mažą energijos suvartojimą ir gana mažą energijos išsklaidymą, taip pagerindamas bendrą grandinės efektyvumą. Tai taip pat suteikia labai didelę įėjimo impedanciją, kuri yra pagrindinis pranašumas prieš BJT.
Yra įvairių tipų tranzistoriai, FET šeimoje yra du potipiai: JFET ir MOSFET. Apie MOSFET jau aptarėme ankstesnėje pamokoje, čia sužinosite apie JFET.
JFET tipai
Tas pats kaip MOSFET turi du potipius - N kanalo JFET ir P kanalo JFET.
N kanalo JFET ir P kanalo JFET scheminis modelis parodytas aukščiau esančiame paveikslėlyje. Rodyklė žymi JFET tipus. Vartams rodoma rodyklė reiškia, kad JFET yra N kanalo, kita vertus, rodyklė nuo vartų žymi P kanalo JFET. Ši rodyklė taip pat rodo PN sankryžos, susidarančios tarp kanalo ir vartų, poliškumą. Įdomu tai, kad angliška mnemotika yra tokia, kad N kanalo įrenginio rodyklė rodo „Taškai i n “.
Srovė, tekanti per kanalizaciją ir šaltinį, priklauso nuo įtampos, vartojamos vartų terminalui. N kanalo JFET vartų įtampa yra neigiama, o P kanalo JFET vartų įtampa yra teigiama.
JFET statyba
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje galime pamatyti pagrindinę JFET konstrukciją. N kanalo JFET susideda iš P tipo medžiagos, esančios N tipo substrate, o N tipo medžiagos naudojamos p tipo substrate, kad būtų suformuotas P kanalo JFET.
JFET sukonstruotas naudojant ilgąjį puslaidininkių medžiagos kanalą. Priklausomai nuo konstrukcijos proceso, jei JFET yra daug teigiamų krūvių nešėjų (vadinamos skylėmis), tai yra P tipo JFET, o jei jame yra daug neigiamų krūvių nešėjų (vadinama elektronais), tai vadinama N tipo JFET.
Ilgame puslaidininkinės medžiagos kanale abiejuose galuose sukuriami ominiai kontaktai, kad būtų suformuotos jungtys „Šaltinis“ ir „Nutekėjimas“. PN jungtis yra suformuota vienoje arba abiejose kanalo pusėse.
JFET darbas
Vienas geriausių pavyzdžių, norint suprasti JFET veikimą, yra sodo žarnos vamzdžio įsivaizdavimas. Tarkime, kad sodo žarna užtikrina vandens tekėjimą. Jei suspausime žarną, vandens srautas bus mažesnis, o tam tikru momentu, jei ją išspausime visiškai, vandens srautas bus nulinis. JFET veikia būtent taip. Jei žarną pakeisime JFET, o vandens srautą - srove ir tada sukonstruosime srovės perdavimo kanalą, galėtume valdyti srovės srautą.
Kai tarp vartų ir šaltinio nėra įtampos, kanalas tampa lygiu keliu, kuris yra plačiai atviras elektronams tekėti. Tačiau atvirkštinis dalykas atsitinka, kai įtampa tarp vartų ir šaltinio yra atvirkštinio poliškumo, todėl PN sankryža yra atvirkštinė ir kanalas tampa siauresnis, padidinant išeikvojimo sluoksnį, ir gali JFET įjungti arba užkirsti kelią.
Žemiau esančiame paveikslėlyje galime pamatyti sodrumo ir išjungimo režimą, ir mes galėsime suprasti, kad išeikvojimo sluoksnis tapo platesnis, o srovės srautas tapo mažesnis.
Jei norime išjungti JFET, N tipo JFET turime pateikti neigiamą šaltinio įtampos vartą, žymimą kaip V GS. Norėdami gauti P tipo JFET, turime pateikti teigiamą V GS.
JFET veikia tik išeikvojimo režimu, o MOSFET yra išeikvojimo ir patobulinimo režimu.
JFET charakteristikų kreivė
Ankstesniame paveikslėlyje JFET yra nukreiptas per kintamą nuolatinės srovės maitinimą, kuris valdys JFET V GS. Mes taip pat pritaikėme įtampą per kanalizaciją ir šaltinį. Naudodami kintamąjį V GS, galime pavaizduoti JFET IV kreivę.
Aukščiau pateiktame IV paveikslėlyje galime pamatyti tris grafikus, skirtus trims skirtingoms V GS įtampų vertėms, 0V, -2V ir -4V. Yra trys skirtingi regionai: ominis, sodrumo ir suskirstymo regionai. Per Ominė regione, JFET veikia kaip įtampos kontroliuojama rezistorius, kur srovė yra kontroliuojama įtampa į jį. Po to JFET patenka į sodrumo sritį, kur kreivė yra beveik tiesi. Tai reiškia, kad srovės srautas yra pakankamai stabilus, kai V DS netrukdytų srovės srautui. Bet kai V DS yra daug daugiau nei tolerancija, JFET pereina į suskirstymo režimą, kai srovės srautas yra nekontroliuojamas.
Ši IV kreivė beveik vienoda ir P kanalo JFET, tačiau egzistuoja nedaug skirtumų. JFET pereis į išjungimo režimą, kai V GS ir „Pinch“ įtampa arba (V P) yra vienodi. Taip pat, kaip pirmiau pateiktoje kreivėje, N kanalo JFET kanalizacijos srovė padidėja, kai padidėja V GS. Tačiau P kanalo JFET nutekėjimo srovė sumažėja, kai padidėja V GS.
JFET šališkumas
Skirtingos technikos yra naudojamos norint tinkamai pakreipti JFET. Iš įvairių metodų plačiau naudojami žemiau trys:
- Ištaisyta nuolatinės srovės šalinimo technika
- Savęs šalinimo technika
- Galimas daliklio šališkumas
Ištaisyta nuolatinės srovės šalinimo technika
Taikant fiksuotą N kanalo JFET nuolatinės srovės šalinimo techniką, JFET vartai yra sujungti taip, kad JFET V GS visą laiką išlieka neigiamas. Kadangi JFET įėjimo varža yra labai didelė, įvesties signale nėra pastebimų apkrovos efektų. Srovės srautas per rezistorių R1 išlieka lygus nuliui. Kai įvesties kondensatoriuje C1 pritaikome kintamosios srovės signalą, signalas pasirodo per vartus. Dabar, jei apskaičiuosime įtampos kritimą per R1, pagal Ohmo įstatymą tai bus V = I x R arba V kritimas = vartų srovė x R1. Kadangi srovė, tekanti į vartus, yra 0, įtampos kritimas per vartus lieka nulis. Taigi, naudodamiesi šia šališkumo metodika, mes galime valdyti JFET nutekėjimo srovę, tiesiog pakeisdami fiksuotą įtampą, taip pakeisdami V GS.
Savęs šalinimo technika
Taikant savaiminį šalinimą, šaltinio kaiščiui pridedamas vienas rezistorius. Įtampos kritimas per šaltinio rezistorių R2 sukuria V GS, kad įtampa būtų iškreipta. Taikant šią techniką, vartų srovė vėl lygi nuliui. Šaltinio įtampa nustatoma pagal tą patį omų įstatymą V = I x R. Todėl šaltinio įtampa = nutekėjimo srovė x šaltinio rezistorius. Dabar vartus į šaltinio įtampą galima nustatyti pagal vartų įtampos ir šaltinio įtampos skirtumus.
Kadangi vartų įtampa yra 0 (kadangi vartų srovės srautas yra 0, pagal V = IR, vartų įtampa = Vartų srovė x vartų rezistorius = 0), V GS = 0 - Vartų srovė x Šaltinio varža. Taigi nereikia išorinio šališkumo šaltinio. Išankstinį įtampą sukuria pats, naudojant įtampos kritimą šaltinio rezistoriuje.
Galimas daliklio šališkumas
Taikant šią techniką, naudojamas papildomas rezistorius ir grandinė yra šiek tiek modifikuota pagal savaiminio poslinkio metodiką, potencialus įtampos daliklis, naudojant R1 ir R2, suteikia reikiamą nuolatinės įtampos įtampą JFET. Įtampos kritimas šaltinio rezistoriuje turi būti didesnis nei rezistoriaus daliklio vartų įtampa. Tokiu būdu V GS išlieka neigiamas.
Taigi JFET yra konstruojamas ir šališkas.