JFET adalah transistor kesan medan gerbang Junction. Transistor normal adalah peranti terkawal semasa yang memerlukan arus untuk bias, sedangkan JFET adalah peranti terkawal voltan. Sama seperti MOSFET, seperti yang telah kita lihat dalam tutorial sebelumnya, JFET mempunyai tiga terminal Gate, Drain, dan Source.
JFET adalah komponen penting untuk kawalan voltan tahap ketepatan dalam elektronik analog. Kita boleh menggunakan JFET sebagai perintang terkawal voltan atau sebagai suis, atau bahkan membuat penguat menggunakan JFET. Ia juga merupakan versi cekap tenaga untuk menggantikan BJT. JFET menyediakan penggunaan kuasa rendah dan pelesapan kuasa yang cukup rendah, sehingga meningkatkan kecekapan keseluruhan litar. Ia juga memberikan impedans input yang sangat tinggi yang merupakan kelebihan utama berbanding BJT.
Terdapat pelbagai jenis Transistor, dalam keluarga FET, terdapat dua subtipe: JFET dan MOSFET. Kami telah membincangkan mengenai MOSFET dalam tutorial sebelumnya, di sini akan belajar mengenai JFET.
Jenis JFET
Sama seperti MOSFET ia mempunyai dua subtipe- N Channel JFET dan P Channel JFET.
Model skema NF saluran JFET dan saluran P ditunjukkan dalam gambar di atas. Anak panah menunjukkan jenis JFET. Anak panah yang menunjukkan ke pintu menunjukkan bahawa JFET adalah saluran-N dan di sebelah lain anak panah dari pintu menunjukkan saluran-J-JFET. Anak panah ini juga menunjukkan kekutuban persimpangan PN, yang terbentuk antara saluran dan gerbang. Menariknya, mnemonik bahasa Inggeris adalah, bahawa anak panah peranti N- Channel menunjukkan "Titik i n ".
Arus yang mengalir melalui Saliran dan Sumber bergantung pada voltan yang dikenakan ke terminal Gerbang. Untuk saluran N JFET, voltan Gerbang adalah negatif dan untuk saluran P JFET voltan Gerbang adalah positif.
Pembinaan JFET
Dalam gambar di atas, kita dapat melihat pembinaan asas JFET. N-Channel JFET terdiri daripada bahan jenis P dalam substrat jenis-N sedangkan bahan jenis-N digunakan dalam substrat jenis-p untuk membentuk saluran P saluran JFET.
JFET dibina menggunakan saluran panjang bahan semikonduktor. Bergantung pada proses pembinaan, jika JFET mengandungi sebilangan besar pembawa cas positif (disebut lubang) adalah JFET jenis-P, dan jika ia mempunyai sebilangan besar pembawa cas negatif (disebut sebagai elektron) disebut jenis-N JFET.
Dalam saluran panjang bahan semikonduktor, kenalan Ohmic di setiap hujung dibuat untuk membentuk sambungan Sumber dan Saliran. Persimpangan PN terbentuk di satu atau kedua-dua sisi saluran.
Bekerja di JFET
Salah satu contoh terbaik untuk memahami cara kerja JFET adalah membayangkan paip hos kebun. Katakan selang kebun menyediakan aliran air melaluinya. Sekiranya kita menekan selang, aliran air akan menjadi kurang dan pada titik tertentu jika kita memerahnya sepenuhnya akan ada aliran air sifar. JFET berfungsi dengan betul. Sekiranya kita menukar selang dengan JFET dan aliran air dengan arus dan kemudian membina saluran yang membawa arus, kita dapat mengawal aliran arus.
Apabila tidak ada voltan melintasi gerbang dan sumber, saluran menjadi jalan lancar yang terbuka luas untuk mengalir elektron. Tetapi perkara terbalik berlaku apabila voltan diterapkan antara gerbang dan sumber dalam polaritas terbalik, yang menjadikan simpang PN terbalik menjadi berat sebelah dan membuat saluran lebih sempit dengan meningkatkan lapisan penipisan dan dapat meletakkan JFET di wilayah pemotongan atau cubitan.
Pada gambar di bawah ini kita dapat melihat mod saturasi dan mod pinch off dan kita akan dapat memahami bahawa lapisan penipisan menjadi lebih luas dan aliran arus menjadi kurang.
Sekiranya kita ingin mematikan JFET, kita perlu memberikan gerbang negatif ke voltan sumber yang dilambangkan sebagai V GS untuk JFET jenis-N. Untuk JFET jenis-P, kita perlu memberikan V GS positif.
JFET hanya berfungsi dalam mod penipisan, sedangkan MOSFET mempunyai mod penipisan dan mod peningkatan.
Keluk Ciri JFET
Dalam gambar di atas, JFET dipihak melalui bekalan DC yang berubah-ubah, yang akan mengawal V GS dari JFET. Kami juga menggunakan voltan di Saliran dan Sumber. Dengan menggunakan pemboleh ubah V GS, kita dapat merancang keluk IV JFET.
Dalam gambar IV di atas, kita dapat melihat tiga graf, untuk tiga nilai voltan V GS yang berbeza, 0V, -2V dan -4V. Terdapat tiga wilayah Ohmic, Saturation, dan Breakdown yang berlainan. Semasa rantau Ohmic, JFET bertindak seperti perintang terkawal voltan, di mana aliran arus dikawal oleh voltan yang dikenakan padanya. Selepas itu, JFET masuk ke kawasan tepu di mana lengkung hampir lurus. Ini bermaksud aliran arus cukup stabil di mana V DS tidak akan mengganggu aliran arus. Tetapi apabila V DS jauh lebih banyak daripada toleransi, JFET masuk ke mod pemecahan di mana aliran arus tidak terkawal.
Keluk IV ini hampir sama untuk saluran P JFET juga, tetapi terdapat sedikit perbezaan yang ada. JFET akan memasuki mod cut-off apabila voltan V GS dan Pinch atau (V P) sama. Juga seperti di lengkung di atas, untuk saluran N JFET arus pengaliran meningkat apabila V GS meningkat. Tetapi untuk saluran P-JFET, arus pengaliran menurun apabila V GS meningkat.
Pujukan JFET
Jenis teknik yang berbeza digunakan untuk membiasakan JFET dengan cara yang betul. Dari pelbagai teknik, di bawah tiga digunakan secara meluas:
- Memperbaiki Teknik Biasing DC
- Teknik Biarkan Diri
- Biasing Pembahagi Berpotensi
Memperbaiki Teknik Biasing DC
Dalam teknik bias DC tetap dari saluran N JFET, pintu JFET disambungkan sedemikian rupa sehingga V GS JFET tetap negatif sepanjang masa. Oleh kerana impedans input JFET sangat tinggi, tidak ada kesan pemuatan yang diperhatikan pada isyarat input. Aliran arus melalui perintang R1 tetap sifar. Apabila kita menggunakan isyarat AC di kapasitor input C1, isyarat muncul di seberang pintu. Sekarang, jika kita mengira penurunan voltan merentasi R1, mengikut undang-undang Ohms, ia akan menjadi V = I x R atau penurunan V = Arus gerbang x R1. Oleh kerana arus yang mengalir ke gerbang adalah 0 penurunan Voltan melintasi gerbang tetap sifar. Oleh itu, dengan teknik biasing ini, kita dapat mengawal arus longkang JFET dengan hanya menukar voltan tetap sehingga mengubah V GS.
Teknik Biarkan Diri
Dalam teknik bias diri, satu perintang ditambahkan pada pin sumber. Penurunan voltan melintasi perintang sumber R2 mewujudkan V GS untuk membendung voltan. Dalam teknik ini, arus gerbang adalah sifar lagi. Voltan sumber ditentukan oleh hukum ohm yang sama V = I x R. Oleh itu voltan sumber = Salurkan arus x perintang sumber. Sekarang, voltan pintu ke sumber dapat ditentukan oleh perbezaan antara voltan gerbang dan voltan sumber.
Oleh kerana voltan gerbang adalah 0 (karena arus arus gerbang adalah 0, seperti pada V = IR, voltan gerbang = Arus gerbang x perintang gerbang = 0) V GS = 0 - Arus gerbang x Rintangan sumber. Oleh itu tidak ada sumber biasing luaran yang diperlukan. Biasing dibuat oleh diri sendiri, menggunakan penurunan voltan di perintang sumber.
Biasing Pembahagi Berpotensi
Dalam teknik ini, perintang tambahan digunakan dan litar sedikit diubah dari teknik bias diri, pembahagi voltan berpotensi menggunakan R1 dan R2 memberikan bias DC yang diperlukan untuk JFET. Penurunan voltan merintangi perintang sumber perlu lebih besar daripada voltan pintu pembahagi perintang. Dengan cara V GS tetap negatif.
Jadi ini adalah bagaimana JFET dibina dan berat sebelah.