Tranzystor polowy złączowy
Z Wikipedii
.svg/80px-JFET_N-dep_symbol_(case).svg.png)
.svg/80px-JFET_P-dep_symbol_(case).svg.png)
Tranzystor polowy złączowy, JFET (ang. Junction Field-Effect Transistor) - jeden z rodzajów tranzystorów polowych.
Tranzystor taki składa się z warstwy półprzewodnika typu N (tranzystor z kanałem typu N) lub typu P (tranzystor z kanałem typu P) oraz wdyfundowanej w nią, silnie domieszkowanej warstwy półprzewodnika przeciwnego typu (odpowiednio p+ i n+). Tak więc w tranzystorze tworzone jest złącze p-n. Na zewnątrz obudowy wyprowadzone są trzy końcówki: dren (ang. drain, ozn. D); źródło (ang. source, ozn. S) oraz bramka (ang. gate, ozn. G)
Tranzystor polaryzuje się tak, ażeby nośniki większościowe (dziury w tranzystorach typu P, elektrony w tranzystorach typu N) przepływały od źródła do drenu. Natomiast złącze bramka-źródło polaryzuje się zaporowo.
Gdy napięcie bramka-źródło (UGS) jest równe zero, wówczas nośniki większościowe płyną bez przeszkód - prąd dla danego napięcia dren-źródło (UDS) osiąga wartość maksymalną oznaczaną symbolem IDSS. Gdy natomiast napięcie bramka-źródło zacznie rosnąć (a dokładniej jego wartość bezwzględna), wówczas w złączu p-n, które jest spolaryzowane zaporowo pojawi się obszar ładunku przestrzennego (obszar zubożony). Obszar ten wnika w kanał, a że praktycznie nie ma w nim swobodnych nośników (charakteryzuje się bardzo dużą rezystancją), toteż czynny przekrój kanału zmaleje. Efektem tego jest zwiększenie rezystancji kanału, a więc ograniczenie prądu dren-źródło.
Gdy napięcie bramka-źródło osiągnie charakterystyczną dla danego tranzystora maksymalną wartość UGS(OFF) wówczas kanał praktycznie zatyka się - prąd dren-źródło jest bardzo mały, rzędu 1-10 mikroamperów, tranzystor nie przewodzi.
Prąd drenu jest funkcją napięcia bramka-źródło i jego zmiana następuje na skutek zmian pola elektrycznego, co nazywane jest efektem polowym; zależność tę przedstawia rysunek.
Przebieg charakterystki zależy od temperatury – wraz ze wzrostem temperatury prąd IDSS rośnie, natomiast napięcie UGS(OFF) maleje. Istnieje jednak jeden punkt na charakterystyce (wyznaczany przez konkretne wartości prądu i napięcia), który nie ulega zmianom pod wpływem temperatury. Można zatem ustalić taki punkt pracy tranzystora, aby układ był niewrażliwy na zmiany temperatury, co jest dużą zaletą.
Tranzystor polowy może działać w trzech zakresach pracy:
- liniowym (triodowym) - prąd drenu liniowo zależy od napięcia dren-źródło; tranzystor zachowuje się jak rezystor półprzewodnikowy;
- nasycenia - prąd drenu zależy praktycznie wyłącznie od napięcia bramka-źródło; napięcie dren-źródło musi przekroczyć określoną wartość oznaczaną
. - powielania lawinowego.
Podstawowe parametry tranzystora JFET:
- prąd wyłączenia (ID(OFF)) — prąd drenu dla napięcia bramka-źródło przekraczającego wartość UGS(OFF)
- rezystancja statyczna włączenia
- rezystancja statyczna wyłączenia
- maksymalny prąd drenu
- maksymalny prąd bramki
- maksymalne napięcie dren-źródło
- dopuszczalne straty mocy (typowo rzędu miliwatów)
