Giáo trình Linh kiện và đo lường điện tử (Nghề: Điện tử công nghiệp - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Linh kiện và đo lường điện tử cung cấp cho người học những kiến thức như: Mở đầu; Linh kiện thụ động; Diode; Transistor BJT; Transistor hiệu ứng trường – FET; Linh kiện nhiều tiếp giáp và quang điện tử; Đơn vị đo; Sai số đo; Cơ cấu đo; Phương pháp đo các đại lượng điện. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Linh kiện và đo lường điện tử (Nghề: Điện tử công nghiệp - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội Bài 5 Transistor hiệu ứng trường – FETMục tiêu: - Trình bày cấu tạo, ký hiệu, tính chất, công dụng, các thông số kỹ thuậtcơ bản của FET; - Phân tích nguyên lý làm việc của transistor NPN và PNP; - Phân tích một số mạch ứng dụng FET đơn giản; - Có ý thức chủ động, sáng tạo trong học tập5.1. Giới thiệu chung, phân loại và kí hiệu của FET Chúng ta đã khảo sát qua transistor thường được gọi là transistor lưỡng cực vìsự dẫn điện của nó dựa vào hai loại hạt tải điện: hạt tải điện đa số trong vùng phátvà hạt tải điện thiểu số trong vùng nền. Ở transistor NPN, hạt tải điện đa số là điệntử và hạt tải điện thiểu số là lỗ trống trong khi ở transistor PNP, hạt tải điện đa số làlỗ trống và hạt tải điện thiểu số là điện tử. Điện trở ngõ vào của BJT ( nhìn từ cực E hoặc cực B ) nhỏ, từ vài trăm đến vài K  , trong lúc điện trở ngõ vào của đèn chân không rất lớn, gần như vôhạn. Lý do là ở BJT , nối nền phát luôn luôn được phân cực thuân trong lúc ở đènchân không, lưới khiển luôn luôn được phân cực nghịch so với Catod. Do đó, ngaytừ lúc transistor BJT mới ra đời, người ta nghĩ đến việc phát triển một loạitransistor mới. Điều này dẫn đến sự ra đời của transistor trường ứng. Ta phân biệt hai loại transistor trường ứng: - Transistor trường ứng loại nối : Junction FET – JFET - Transistor trường ứng loại có cổng cách điện : Isulated gate FET – IGFEThay metal – oxyt semiconductor FET – MOSFET.5.2. Transistor trường điều khiển bằng chuyển tiếp PN - JFET 5.2.1. Cấu tạo Hình 4.1 đưa ra một cấu trúc JFET kiểu kênh N: trên đế tinh thể bán dẫn Si -N người ta tạo xung quanh một lớp bán dẫn P (có tạp chất nồng độ cao hơn so vớiđế) và đưa ra 3 điện cực là cực nguồn S (Source), cực máng D (Drain) và cực cửaG (Gate). Như vậy hình thành một kênh dẫn điện loại n nối giữa hai cực D và S,cách ly với cực cửa G (dung làm cực điều khiển) bởi một lớp tiếp xúc P - N bao 122quanh kênh dẫn. Hoàn toàn tương tự, nếu xuất phát từ đế bán dẫn lại P, ta có loạikênh JFET kênh P với các kí hiệu quy ước như Hình 3.35 Hình 4.1: Cấu tạo JFET kiểu kênh N Hình 4.2: Ký hiệu quy ước JFET kênh P và kênh N 5.2.2. Nguyên lý hoạt động - đặc tuyến Von - Ampe của JFET a. Học đặc tuyến ra b. Đặc tuyến truyền đạt Hình 3.37 Họ đặc tuyến ra của JFET - Vùng gần gốc, khi UDS nhỏ, ID tăng nhanh tuyến tính theo UDS và ít phụ thuộcvào UGS. Đây là vùng làm việc ở đó JFET giống như một điện trở thuần cho tới lúcđường cong bị uốn mạnh (điểm A trên Hình 3.37a ứng với đường UGS = 0V). - Vùng ngoài điểm A được gọi là vùng thắt (vùng bão hoà) khi UDS đủ lớn, IDphụ thuộc rất yếu vào UDS mà phụ thuộc mạnh vào UGS. Đây là vùng ở đó JFETlàm việc như một phần tử khuếch đại, dòng ID được điều khiển bằng điện áp UGS.Quan hệ này đúng cho tới điểm B. 123 - Vùng ngoài điểm B gọi là vùng đánh thủng, khi UDS có giá trị khá lớn, IDtăng đột biến do tiếp giáp P- N bị đánh thủng thác lũ xẩy ra tại khu vực gần cực Ddo điện áp ngược đặt lên tiếp giáp P- N tại vùng này là lớn nhất. Qua đồ thị đặc tuyến ra, ta rút ra mấy nhận xét sau: - Khi đặt trị số UGS âm dần, điểm uốn A xác định ranh giới hai vùng tuyếntính và bão hoà dịch về phía gốc toạ độ. Hoành độ điểm A (ứng với một trị số nhấtđịnh của UGS) cho xác định một giá trị điện áp gọi là điện áp bão hoà cực mángUDS0 (còn gọi là điện áp thắt kênh). Khi |UGS | tăng, UDS0 giảm. - Tương tự với điểm B: ứng với các giá trị UGS âm hơn, việc đánh thủng tiếpgiáp P- N xảy ra sớm hơn, với những giá trị UDS nhỏ hơn. Đặc tuyến truyền đạt của JFET giống hệt đặc tuyến anốt lưới của đèn 5 cựcchân không, xuất phát từ một giá trị UGS0, tại đó ID = 0, gọi là điện áp khoá (còn kíhiệu là UP). Độ lớn của UGS0 bằng UDS0 ứng với đường UGS = 0 trên họ đặc tuyếnra. Khi tăng UGS, ID tăng gần như tỷ lệ do độ dẫn điện của kênh tăng theo mức độgiảm phân cực ngược của tiếp giáp P- N. Lúc UGS = 0, ID = ID0. Giá trị IDo là dòngtỉnh cực máng khi không có điện áp cực cửa. Các tham số chủ yếu của JFETgồm hai nhóm - Tham số giới hạn gồm có: + Dòng cực máng cực đại cho phép IDmax là dòng điện ứng với điểm B trênđặc tuyến ra (đường ứng với giá trị UGS = 0); Giá trị IDmax khoảng  50 mA; + Điện áp máng - nguôn cực đại cho phép và điện áp cửa nguồn UGsmax ?? ????? = cỡ vài chục vôn 1,2 ÷1,5 + Điện áp khoá UGS0 (hay Up) (bằng giá trị UDS0 ứng với đường UGS = 0) Tham số làm việc gồm có: ?? ...