9 faktów na temat JFET: praca, funkcje, aplikacje, zalety i wady

• Co to jest JFET?
• Rodzaje JFET
• Charakterystyka JFET
• BJT kontra FET
• JFET kontra MOSFET
• Konsultacje
• Zalety wady

W tym artykule dowiemy się o tranzystorze polowym lub FET w szczegóły i jeden z jego ważnych typów mianowicie, w szczegółach tranzystor polowy Junction Field Effect (JFET).

Tranzystor polowy (FET):

W tranzystorze polowym do sterowania przepływem prądu używane jest tylko pole elektryczne. FET to tranzystory unipolarne. Tranzystor polowy (FET) ma trzy zaciski, które są źródłem, drenem i bramką.

Typy tranzystorów polowych

Istnieją dwa główne typy tranzystorów polowych,

1. Tranzystor polowy połączeniowy (JFET)
2. Tranzystor polowy typu metal-tlenek-półprzewodnik (MOSFET) lub tranzystor polowy z izolowaną bramką lub IGFET).

Cechy tranzystora polowego

• Jednobiegunowy - W tranzystorze polowym przewodzenie zachodzi przez dziurę lub elektron.
• Wysoka impedancja wejściowa - Tranzystor polowy ma wysoką impedancję wejściową, ponieważ prąd wejściowy w FET płynął tylko z powodu odwrotnego polaryzacji.
• impedancja wyjściowa - Impedancja wyjściowa tranzystora FET jest bardzo mała.
• Urządzenie sterowane napięcieme - Tranzystor polowy nazywany jest urządzeniem sterowanym napięciem, ponieważ jego napięcie wyjściowe jest kontrolowane tylko przez napięcie wejściowe bramki. 
• Hałas jest niski - Szum tranzystora polowego jest niższy niż w tranzystorach BJT, jak w FET, nie ma żadnych złączy na torze przewodzenia.
• Wzrost - Wzmocnienie jest scharakteryzowane jako przewodzenie w tranzystorze polowym.

Tranzystor polowy złączowy

JFET jest jednym z najprostszych typów tranzystorów polowych, które mają trzy końcówki półprzewodnikowe.

w odróżnieniu PNP i tranzystory NPN, trzy zaciski tranzystora polowego Junction Field Effect to:

1. Źródło
2. Brama
3. Spuścić

Tranzystor polowy złączowy (JFET) działa

JFET jest urządzeniem sterowanym napięciem, ponieważ jest sterowane za pomocą odwrotnego napięcia polaryzacji doprowadzanego do zacisku bramki. Kanał zostaje opróżniony, a prąd elektryczny zostaje odłączony. Zwykle mówi się, że tranzystor polowy łączeniowy jest włączony, gdy między bramką a stykiem źródła nie ma napięcia.

Tranzystor polowy łączeniowy (JFET) jest zwykle dwoma typami, ponieważ jest używany jako kanał typu n lub p, zgodnie z działaniem. W przypadku typu n, gdy źródło napięcia jest podłączone do bramki jest -ve w stosunku do źródła, prąd maleje. Odpowiednio, gdy JFET ma kanał typu p, jeśli do bramki zostanie przyłożone napięcie dodatnie w stosunku do źródła, prąd zostanie zmniejszony.

Tranzystor polowy złączowy (JFET) Symbol:

Działanie tranzystora polowego złączowego (JFET):

Dzięki V._GS= 0; przyłożone napięcie V._DS powoduje przepływ prądu z drenu do zacisków źródła.

Jeśli zostanie przyłożona ujemna bramka do napięcia źródła, warstwa zubożenia złącza kanału bramki rozszerza się i kanał staje się wąski. W ten sposób rezystancja kanału jest zwiększona i i_d maleje dla danej wartości V._DS. Ze względu na małą wartość V_DS, warstwa zubożona jest jednolita, a urządzenie działa jako rezystancja zmienna napięciowo. Jako wartość V_GS jest zwiększana w kierunku ujemnym, warstwa zubożona rozszerza się, aż zajmie cały kanał. Ta wartość V_GS nazywa się napięciem Pinch off (V_P).

Jak V_DS pojawia się na długości kanału, napięcie rośnie wzdłuż kanału od źródła do drenu. W rezultacie warstwa zubożenia staje się niejednorodna. Odwrotne odchylenie zmienia się wzdłuż długości kanału i jest najwyższe na końcu odpływu, a warstwa zubożająca jest najszersza na końcu odpływu. W związku z tym rezystancja kanału zmienia się wzdłuż kanału, a charakterystyka staje się nieliniowa.

Parametry JFET:

Transkonduktancja (g_m)

W międzyczasie tranzystor polowy Junction Field jest sterowany napięciem źródło prądu, wzmocnienie jest zmianą podzielonego prądu drenu przez zmianę napięcia bramki. Nazywa się to wzmocnieniem transkonduktancji (w skrócie g_m) JFET

transkonduktancyjny jest stosunkiem zmiany prądu drenu (δI_D) do zmiany bramki na napięcie źródłowe (δV_GS) przy stałym odprowadzaniu do źródła napięcia (V._DS = Stała). Więc g_m jest zasadniczo nachyleniem zmiany I_D aw odniesieniu do zmiany w V_GS ze stałą V_DS. Jest dany przez

Ta wartość jest maksymalna przy zerowej bramce do napięcia źródła (V._GS = 0). Maksymalna wartość (g_mo) jest określony w szczególności w arkuszu danych tranzystora polowego Junction (JFET). . Zwykle występuje w jednostkach przewodnictwa, szczególnie w jednostkach Siemens. W przypadku FET standardowe wartości transkonduktancji (g_m) są w zakresie od jednego do trzydziestu milli siemens.

Odporność na odpływ prądu zmiennego, ( r_d  )

Jest to rezystancja między zaciskami drenu i źródła, gdy tranzystor polowy łączeniowy działa w obszarze Pinch Off. Wyjaśnia się to jako stosunek (ΔV_DS), zmiana napięcia dren-źródło do zmian prądu drenu (ΔI_D) przy stałej V_GS - napięcie bramka-źródło. Więc można zapisać jako

Współczynnik wzmocnienia (µ)

Współczynnik wzmocnienia tranzystora polowego połączeniowego określa, o ile bardziej kontrolujemy napięcie bramki (V_GS) ma ponad napięcie drenu (V._DS). Na przykład, jeśli µ JFET to 30, oznacza to, że V_GS jest 30 razy skuteczniejszy.

Charakterystyka I – V i wykres wyjściowy n-kanałowego tranzystora JFET

Cztery różne obszary działania tranzystora polowego połączeniowego wyjaśniono w następujący sposób:

Region omowy

Jeśli napięcie bramki wynosi zero (V._GS = 0), wówczas warstwa zubożenia jest bardzo minimalna, a tranzystor polowy łączeniowy działa jako rezystor sterowany napięciem.

Region odcięcia

W regionie odcięcia V_GS - napięcie bramki jest wystarczające, aby spowodować zadziałanie tranzystora polowego złącza jako obwodu otwartego, gdy rezystancja kanału jest maksymalna. Region odcięcia jest czasami określany również jako region odcięcia.

Nasycenie lub region aktywny 

W obszarze nasycenia tranzystor polowy złącza działa jak dobry przewodnik i jest sterowany przez V._GS- napięcie Gate-Source. Natomiast w tym okresie odpływ do źródła napięcia (V_DS) ma niewielki lub znikomy wpływ.

Region podziału 

W regionie awarii, V_DS - napięcie między drenem a źródłem musi być dostatecznie wysokie, aby tranzystory połączeniowe działały jak kanał oporowy, aby się przebić i pozwolić na niekontrolowany prąd.

Zalety JFET:

• Wysoka impedancja wejściowa
• Niski dźwięk
• Mały rozmiar
• Pasmo przenoszenia wysokich częstotliwości

Wady JFET:

• Junction Field Effect Transistor (JFET) ma produkt o małej szerokości pasma wzmocnienia
• Jest bardziej podatny na uszkodzenia podczas obsługi i konserwacji.

Zastosowania JFET:

• JFET jest używany jako przełącznik
• Jako wzmacniacz stosowany jest łącznikowy tranzystor polowy.
• Może być używany jako bufor
• Tranzystor polowy złączowy (JFET) jest używany w Elektronika cyfrowa obwody ze względu na jego rozmiar i możliwości zastosowania.

BJT kontra FET:

Aby dowiedzieć się więcej o elektronika kliknij tutaj

Soumali Bhattacharya

Cześć, jestem Soumali Bhattacharya. Zrobiłem magisterium z elektroniki.
Obecnie inwestuję w elektronikę i komunikację.
Moje artykuły skupiają się na głównych obszarach podstawowej elektroniki w bardzo prostym, ale pouczającym podejściu.
Jestem żywym uczniem i staram się być na bieżąco ze wszystkimi najnowszymi technologiami w dziedzinie elektroniki.

Połączmy się poprzez LinkedIn –