Giáo trình CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ - Chương 3

3.4 TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG CỔNG TIẾP GIÁP – JFET. Transistor hiệu ứng trường cổng tiếp giáp, gọi tắt là JFET [Junction Field-Effect Transistor] làmột kiểu khác của transistor hiệu ứng trường có thể được tạo thành mà không cần phải có lớp ô xít cách ly với cực cổng bằng cách sử dụng các tiếp giáp pn. Phần sau của tên gọi cũng như đối với MOSFET cho biết nguyên tắc làm việc của dụng cụ là được điều khiển bằng điện trường. Phần trước của tên gọi chỉ cực cổng của dụng cụ sẽ được tạo thành bởi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ - Chương 3CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 713.4 TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG CỔNG TIẾP GIÁP – JFET.Transistor hiệu ứng trường cổng tiếp giáp, gọi tắt là JFET [Junction Field-Effect Transistor] làmột kiểu khác của transistor hiệu ứng trường có thể được tạo thành mà không cần phải có lớp ôxít cách ly với cực cổng bằng cách sử dụng các tiếp giáp pn. Phần sau của tên gọi cũng như đốivới MOSFET cho biết nguyên tắc làm việc của dụng cụ là được điều khiển bằng điện trường.Phần trước của tên gọi chỉ cực cổng của dụng cụ sẽ được tạo thành bởi tiếp giáp pn với đế. Dovậy, JFET cũng còn được gọi là JUGFET.BIÊN SOẠN DQB, B/M ĐTVT-ĐHKT CHƯƠNG 3: TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNGCẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 72Cấu tạo cắt ngang và ký hiệu mạch của JFET kênh n được cho ở hình 3.19, bao gồm một kênhhẹp bằng vật liệu bán dẫn n, (có nồng độ pha tạp thấp hơn vùng cổng) mà hai đầu được nối vớihai điện cực bằng kim loại gọi là cực nguồn (S) và máng (D) như ở MOSFET. Trong phạm vi vùng kênh dẫn là hai vùng vật liệu bán dẫn p sẽ tạo thành cực cổng (G) của JFET. Không giống như MOSFET, ở đây không có sự cách ly để tách rời vùng cổng với kênh dẫn, mà thay vào đó là cổng được kết nối điện với kênh dẫn thông qua hai tiếp giáp pn. Ở JFET kênh n, dòng điện chảy vào kênh dẫn tại cực máng và ra tại cực nguồn. Điện trở vùng kênh dẫn sẽ được điều khiển bằng sự thay đổi độ rộng vật lý của kênh thông qua sự điều biến của vùng nghèo bao quanh các tiếp giáp pn giữa cổng và kênh dẫn. Ở vùng tuyến tính, JFET có thể xem đơn giản như một điện trở được điều khiển bằng điện áp mà điện trở kênh dẫn của nó được xác định bởi: ρL RCH = (3.37) tW Trong đó: ρ - là điện trở suất của vùng kênh; L - là độ dài kênh; W - là độ rộng của kênh dẫn giữa các vùng nghèo của tiếp giáp pn; t - là độ dày của kênh dẫn. Khi có điện áp đặt vào giữa máng và nguồn, thì điện trở kênh dẫn sẽ xác định dòng điện thông qua định luật Ohm. Khi không có điện áp phân cực đặt vào (như ở hình 3.19), thì sẽ có một vùng kênh dẫn điện trở tồn tại kết nối vùng máng và nguồn. Việc áp dụng một điện áp phân cực ngược lên các tiếp giáp cổng-kênh sẽ làm cho vùng nghèo được mở rộng hơn, tức là làm giảm độ rộng hiệu dụng của kênh dẫn và dòng qua kênh dẫn sẽ giảm xuống. Vì vậy, JFET thuộc về các dụng cụ kiểu nghèo, có nghĩa là cần phải cóđiện áp đặt vào cổng để chuyển JFET về ngưng dẫn.a) JFET khi chỉ có điện áp phân cực cổng.Hình 3.20a, mô tả trạng thái của JFET với điện áp bằng 0V trên cực máng và nguồn vGS = 0V.Lúc này độ rộng của kênh là W.Trong suốt chế độ làm việc thông thường, một điện áp phân cực ngược cần phải được duy trìqua các tiếp giáp pn để đảm bảo sự cách ly giữa cổng và kênh. Yêu cầu để có phân cực ngược sẽBIÊN SOẠN DQB, B/M ĐTVT-ĐHKT CHƯƠNG 3: TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNGCẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 73là: vGS ≤ 0V.Hình 3.20b, là trạng thái của JFET khi vGS đã được giảm xuống đến một giá trị âm, làm cho độr ...