Polarisation du transistor à effet de champ de jonction ou polarisation de JFET

Avant d’aller au sujet réel, dites-nous ce qui estune tension de pincement d'un transistor à effet de champ à jonction car il est essentiel de déterminer le niveau de polarisation d'un transistor à effet de champ à jonction.

Pincer hors tension

Dans un canal JFET à n canaux, si nous appliquons une réponse positivepotentiel à la borne de drain gardant la borne de source mise à la terre, il y a du courant de drain à source à travers le canal en raison de la dérive d'électrons libres de source à drain. Ce courant provoque une chute de tension le long du canal. En considérant cette distribution de tension le long du canal, nous pouvons dire que le potentiel du canal plus proche de la borne de drain est plus grand que celui plus proche de la borne de source. En même temps, si la borne de grille est au potentiel de la masse, la jonction PN entre la région de grille et le canal devient polarisée en inverse et la largeur de la couche d'appauvrissement vers la borne de drain est supérieure à celle de la borne source.

Maintenant, si nous augmentons continuellement le draintension, la largeur de la couche d’épuisement augmente plus rapidement que celle vers la source. Après une certaine tension de drain, la couche d’épuisement vers la borne de drain se touche. Cette tension est appelée tension de pincement. Cela signifie qu’à tension nulle, la tension de drain à laquelle les couches d’appauvrissement des deux côtés se touchent est appelée tension de pincement. On constate que le courant de drain est linéairement proportionnel à la tension drain à source avant que le pincement ne se produise et que le courant de drain devienne presque constant juste après la tension de pincement. Si nous augmentons encore la tension de drain au-delà de la tension de pincement, le courant de drain reste constant, mais après une autre valeur plus élevée, une rupture en avalanche de tension de drain se produit dans la jonction polarisée en inverse et le courant de drain augmente soudainement très rapidement. Cette tension est appelée tension de claquage de JFET. Ainsi, tout transistor à effet de champ à jonction doit être mis en oeuvre entre tension de pincement et tension de claquage lorsqu’il fait office d’amplificateur. Pour que la tension de décharge vers source reste dans la plage, une source de tension continue ou une batterie de tension appropriée est connectée en série avec la résistance de charge ou la résistance de sortie. La tension apparaissant entre le drain et la source serait

La tension de pincement apparaît entre le drain et la source estIci je_DSS est le courant de drain circulant dans le canal au pincement alors que la porte est au potentiel de la terre.

Maintenant, dans n canal JFET, nous devons appliquer une réponse négativepotentiel au niveau du terminal de porte, ce qui augmentera encore la largeur de la couche d’appauvrissement entre la région de porte et le canal. En raison de la négativité de la région de type p, la polarisation inverse de la jonction est augmentée. Il a déjà été expliqué que, lorsque la tension de drain est appliquée de manière à maintenir la borne de grille à la terre, les couches d'appauvrissement vers la borne de drain ont déjà été touchées et une petite ouverture de canal a été créée entre les couches pour permettre au courant de drain de circuler.

Quand on augmente le potentiel négatif de laborne de porte, l’ouverture du canal se rétrécit et donc le courant de drain est réduit. Si nous continuons à augmenter la tension aux bornes de la grille négative, le courant de drain continue de diminuer et on verrait que le courant de drain devient nul à une certaine tension de grille. Cette tension est appelée tension de grille. La valeur de la tension de coupure de la grille est égale à la tension de pincement d'un effet de champ à jonction, mais la polarité de ces deux tensions est opposée.
La plage de fonctionnement du signal d'entrée d'un JFET doit donc être comprise entre 0 et - V_{GS (off)} où V_{GS (off)} est la tension coupée porte. Pour garantir la plage de fonctionnement du signal d'entrée variable, le circuit de porte doit être associé à une tension polarisée fixe qui peut être appliquée au circuit de porte par une source de batterie séparée ou par dérivation de la tension du circuit de sortie. Selon les méthodes appliquées, la polarisation de la porte d'un JFET peut être de trois types.

Biais de JFET par une batterie au circuit de la porte

Ceci est fait en insérant une pile dans le portailcircuit. La borne négative de la batterie est connectée à la borne du portail. Comme le courant de grille dans JFET est presque nul, il n’y aurait pas de chute de tension dans la résistance de grille d’entrée. Par conséquent, le potentiel négatif de la batterie atteint directement le terminal de porte. Le courant de drain et la tension de drain source à drain correspondants seraient le point de fonctionnement de sortie du transistor.

NB: - Ici, dans tous les circuits de polarisation ci-dessous, nous avonsinclus le signal CA d’entrée pour une meilleure précision du circuit, mais lors du calcul du point de polarisation ou du point de fonctionnement du JFET, nous ignorerons le signal CA car la polarisation ne concerne que le CC.

Comme dans JFET, il n’ya pas de courant de porte,On peut trouver la valeur du courant de drain I_ré de la relation donnée ci-dessous comme je_DSS et V_{GS (off)} (= - V_P) sont donnés dans la fiche technique du transistor.La valeur de V_DS peut être trouvé en appliquant KVL au circuit de sortie
Le point de fonctionnement du JFET est situé à la coordonnée (V_DS, JE_ré) sur le graphique caractéristique.

Auto-polarisation d'un JFET

Ici une résistance R_S est inséré entre le terminal source et la terre.

La tension sur R_S serait
Ici, le terminal de porte est également mis à la terre via une résistance R_g. Comme il n'y a pas de courant de porte, le potentiel de masse zéro apparaît au terminal de porte.

La tension entre la porte et la source est V_GS.
Cette équation nous dit qu'ici le terminal de porte obtient toujours un potentiel négatif par rapport au terminal source. Après avoir déterminé la valeur de I_réet V_DS à partir de la relation ci-dessus, nous pouvons placer le point de fonctionnement sur le graphe caractéristique à la coordonnée (V_DS, JE_ré).

Biais diviseur de tension d'un JFET

Deux résistances connectées en série forment une tensioncircuit diviseur. La tension à la borne de grille peut être calculée par la règle de division de tension. De cette manière, la tension de drain appliquée est utilisée pour obtenir la tension aux bornes de la grille. Une résistance est insérée dans le terminal source en série. Le courant de l'appareil traverse la résistance et provoque une chute de tension. Si cette chute de tension source est supérieure à la tension apparaissant à la borne de grille, la tension grille à source a une valeur négative souhaitée pour le fonctionnement JFET. Considérons le circuit suivant.