Υποβιβασμός τρανζίστορ φαινόμενου πεδίου συνδέσμου ή πόλωση του JFET

Πριν πάτε στο πραγματικό θέμα, ενημερώστε μας τι είναιμια τεντωμένη τάση ενός τρανζίστορ επίδρασης πεδίου διασταύρωσης επειδή παίρνει ένα ζωτικό ρόλο για να αποφασίσει το επίπεδο πόλωσης ενός τρανζίστορ φαινομένου συνδέσμου πεδίου.

Απενεργοποιήστε την τάση

Σε ένα κανάλι n καναλιών JFET, αν εφαρμόσουμε θετικάτο δυναμικό στο τερματικό αποστράγγισης διατηρώντας το τερματικό πηγής γειωμένο, υπάρχει ρεύμα από την αποστράγγιση στην πηγή μέσω του καναλιού λόγω της μετατόπισης των ελεύθερων ηλεκτρονίων από την πηγή προς την αποστράγγιση. Αυτό το ρεύμα προκαλεί πτώση τάσης κατά μήκος του καναλιού. Με την εξέταση αυτής της κατανομής τάσης κατά μήκος του καναλιού, μπορούμε να πούμε ότι το δυναμικό του καναλιού πλησιέστερα προς το τερματικό αποστράγγισης είναι περισσότερο από το ότι είναι πιο κοντά στο τερματικό πηγή. Ταυτόχρονα, εάν ο ακροδέκτης της πύλης είναι σε δυναμικό γείωσης, τότε η σύνδεση PN μεταξύ της περιοχής της πύλης και του καναλιού γίνεται αντίστροφη προκατειλημμένη και το πλάτος του στρώματος εξάντλησης προς το τερματικό αποστράγγισης είναι μεγαλύτερο από αυτό του τερματικού πηγής.

Τώρα αν αυξάνουμε συνεχώς την αποστράγγισητάση, το πλάτος του στρώματος εξάντλησης αυξάνεται ταχύτερα από εκείνο προς το τερματικό πηγή. Μετά από μια ορισμένη τάση αποστράγγισης, το στρώμα εξάντλησης προς το τερματικό αποστράγγισης αγγίζει το ένα το άλλο. Αυτή η τάση είναι γνωστή ως τάση αποκοπής. Αυτό σημαίνει ότι σε τάση μηδενικής πύλης, η τάση αποστράγγισης στην οποία τα στρώματα εξάντλησης και από τις δύο πλευρές αγγίζουν μαζί καλείται τάση συστροφής. Βρέθηκε ότι το ρεύμα αποστράγγισης είναι γραμμικώς ανάλογο με την τάση της πηγής πριν την αποκοπή και το ρεύμα αποστράγγισης γίνεται σχεδόν σταθερό αμέσως μετά την τάση αποκοπής. Αν αυξήσουμε περαιτέρω την τάση αποστράγγισης πέρα ​​από την τάση απόσβεσης, το ρεύμα αποστράγγισης παραμένει σταθερό, αλλά μετά από μια άλλη υψηλότερη τιμή της τάσης αποστράγγισης, η αποσύνθεση της χιονοστιβάδας λαμβάνει χώρα στην αντίστροφη μεροληπτική διακλάδωση και ξαφνικά το ρεύμα αποστράγγισης αυξάνεται πολύ γρήγορα. Αυτή η τάση είναι γνωστή ως τάση διάσπασης του JFET. Επομένως, κάθε τρανζίστορ φαινομένου διασταύρωσης πρέπει να λειτουργεί μεταξύ τάσης αποσύνδεσης και τάσης διάσπασης όταν λειτουργεί ως ενισχυτής. Για να διατηρηθεί η αποστράγγιση στην τάση πηγής μέσα στην περιοχή, μια πηγή τάσης συνεχούς ρεύματος ή μια μπαταρία κατάλληλης τάσης συνδέεται σε σειρά με αντίσταση φορτίου ή αντίσταση εξόδου. Η τάση εμφανίζεται μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγής θα ήταν

Η τάση αποκοπής εμφανίζεται μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγήςΕδώ εγώ_DSS είναι το ρεύμα αποστράγγισης που ρέει διαμέσου του καναλιού κατά την αποκοπή, ενώ ο ακροδέκτης της πύλης βρίσκεται στο δυναμικό γείωσης.

Τώρα στο n κανάλι JFET, πρέπει να εφαρμόσουμε αρνητικάδυναμικό στο τερματικό πύλης, και αυτό θα αυξήσει περαιτέρω το πλάτος του στρώματος εξάντλησης μεταξύ της περιοχής πύλης και του καναλιού. Λόγω της αρνητικότητας της περιοχής τύπου ρ, αυξάνεται η αντίστροφη εκτροπή της διασταύρωσης. Έχει ήδη συζητηθεί ότι καθώς η τάση αποστράγγισης εφαρμόζεται έτσι ώστε να διατηρείται ο ακροδέκτης της πύλης ότι έχουν ήδη αγγιχτεί τα στρώματα εξάντλησης προς το τερματικό αποστράγγισης και έχει δημιουργηθεί ένα μικρό άνοιγμα διαύλου μεταξύ των στρωμάτων για να επιτρέψει τη ροή του ρεύματος αποστράγγισης.

Όταν αυξάνουμε τις αρνητικές δυνατότητες τουτερματικό πύλης, το άνοιγμα του καναλιού γίνεται στενότερο και έτσι μειώνεται το ρεύμα αποστράγγισης. Εάν συνεχίσουμε να αυξάνουμε την τάση του τερματικού της αρνητικής πύλης, το ρεύμα αποστράγγισης συνεχίζει να μειώνεται και θα φανεί ότι το ρεύμα αποστράγγισης καθίσταται μηδενικό σε μια ορισμένη τάση πύλης. Αυτή η τάση είναι γνωστή ως διακοπή τάσης πύλης. Η τιμή της τάσης διακοπής της πύλης είναι ίση με την τάση απενεργοποίησης τάσης ενός αποτελέσματος πεδίου σύνδεσης, αλλά η πολικότητα αυτών των δύο τάσεων είναι αντίθετη.
Επομένως, το εύρος λειτουργίας του σήματος εισόδου ενός JFET πρέπει να είναι 0 έως -V_{GS (εκτός λειτουργίας)} όπου V_{GS (εκτός λειτουργίας)} είναι η τάση διακοπής της πύλης. Για να διασφαλιστεί το εύρος λειτουργίας του μεταβαλλόμενου σήματος εισόδου, το κύκλωμα της πύλης πρέπει να συσχετίζεται με μια σταθερή προκαθορισμένη τάση η οποία μπορεί να εφαρμοστεί στο κύκλωμα της πύλης είτε από μια ξεχωριστή πηγή μπαταρίας είτε από την εκτροπή τάσης από το κύκλωμα εξόδου. Ανάλογα με τις εφαρμοζόμενες μεθόδους, η πόλωση πύλης ενός JFET μπορεί να είναι τριών τύπων.

Υποβάθμιση του JFET από κύκλωμα μπαταρίας σε πύλη

Αυτό γίνεται με την εισαγωγή μιας μπαταρίας στην πύληκύκλωμα. Ο αρνητικός ακροδέκτης της μπαταρίας είναι συνδεδεμένος με τον ακροδέκτη της πύλης. Δεδομένου ότι το ρεύμα πύλης στο JFET είναι σχεδόν μηδέν, δεν θα υπήρχε πτώση τάσης στην αντίσταση πύλης εισόδου. Ως εκ τούτου, το αρνητικό δυναμικό της μπαταρίας φθάνει άμεσα στο τερματικό πύλης. Το αντίστοιχο ρεύμα αποστράγγισης και η αποστράγγιση στην τάση πηγής θα είναι το σημείο λειτουργίας εξόδου του τρανζίστορ.

Σημείωση: - Εδώ σε όλα τα κυκλώματα πόλωσης παρακάτω, έχουμεπεριλάμβανε το σήμα εισόδου εναλλασσόμενου ρεύματος για καλύτερη λεπτομέρεια του κυκλώματος, αλλά κατά τον υπολογισμό του σημείου διακύμανσης ή του σημείου λειτουργίας του JFET, θα αγνοήσουμε το σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος επειδή η πόλωση ασχολείται μόνο με το DC.

Δεδομένου ότι, στο JFET δεν υπάρχει πύλη ρεύματος,Μπορούμε να βρούμε την τιμή του ρεύματος αποστράγγισης Ι_ρε από τη σχέση που δίνεται παρακάτω ως Ι_DSS και V_{GS (εκτός λειτουργίας)} (= - V_Π) δίδονται στο φύλλο δεδομένων τρανζίστορ.Η τιμή του V_DS μπορεί να βρεθεί με την εφαρμογή KVL στο κύκλωμα εξόδου
Το σημείο λειτουργίας του JFET βρίσκεται στη συντεταγμένη (V_DS, ΕΓΩ_ρε) στο χαρακτηριστικό γράφημα.

Αυτοαπορροφητικότητα ενός JFET

Εδώ μια αντίσταση R_μικρό εισάγεται μεταξύ του τερματικού πηγής και της γείωσης.

Η τάση κατά μήκος του R_μικρό επιθυμών να είναι
Εδώ ο ακροδέκτης της πύλης είναι επίσης γειωμένος μέσω αντίστασης R_σολ. Επειδή δεν υπάρχει ρεύμα πύλης, στο τερματικό της πύλης εμφανίζεται δυναμικό μηδενικής γείωσης.

Η τάση μεταξύ της πύλης και της πηγής είναι V_GS.
Αυτή η εξίσωση μας λέει ότι εδώ το τερματικό πύλης παίρνει πάντα αρνητικό δυναμικό από το τερματικό πηγή. Μετά τον προσδιορισμό της τιμής του Ι_ρε, και V_DS από την παραπάνω σχέση, μπορούμε να βάλουμε το σημείο λειτουργίας στο χαρακτηριστικό γράφημα στη συντεταγμένη (V_DS, ΕΓΩ_ρε).

Διαχωριστής τάσης Προέλευση ενός JFET

Δύο σειριακά συνδεδεμένες αντιστάσεις σχηματίζουν τάσηδιαχωριστικό κύκλωμα. Η τάση στον ακροδέκτη της πύλης μπορεί να υπολογιστεί με τον κανόνα διαίρεσης τάσης. Με τον τρόπο αυτό, χρησιμοποιείται η εφαρμοζόμενη τάση αποστράγγισης για να επιτευχθεί η τάση του τερματικού της πύλης. Μια αντίσταση εισάγεται στο τερματικό πηγής σε σειρά. Το ρεύμα της συσκευής ρέει μέσω της αντίστασης και προκαλεί πτώση τάσης. Αν αυτή η πτώση τάσης πηγής είναι μεγαλύτερη από την τάση εμφανίζεται στον ακροδέκτη της πύλης, η πύλη στην τάση πηγής έχει αρνητική τιμή η οποία είναι επιθυμητή για λειτουργία JFET. Ας εξετάσουμε το επόμενο κύκλωμα.