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JFET的结型场效应晶体管偏置 JFET的夹断电压是什么?

HOTKING 2019-09-25 14:59:21 场效应晶体管 JFET JFET,场效应晶体管

我们要知道结型场效应晶体管JFET的夹断电压是什么,因为它决定结型场效应晶体管JFET的偏置电平起着至关重要的作用。电池的负电位直接到达栅极端子。相应的漏极电流和漏极到源极电压将是晶体管的输出工作点。

在进入实际主题之前,让我们知道结型场效应晶体管JFET的夹断电压是什么,因为它决定结型场效应晶体管JFET的偏置电平起着至关重要的作用。


JFET夹断电压

在n沟道JFET中,如果我们在漏极端子处施加正电位以保持源极端子接地,则由于自由电子从源极到漏极的漂移,存在从漏极到源极的电流通过沟道。该电流导致沿通道的电压降。通过考虑沿着沟道的这种电压分布,我们可以说更接近漏极端子的沟道的电位大于靠近源极端子的电势。同时,如果栅极端子处于地电位,则栅极区域和沟道之间的PN结变为反向偏置,并且耗尽层朝向漏极端子的宽度大于源极端子的宽度。

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现在,如果我们连续增加漏极电压,耗尽层的宽度比朝向源极端子的宽度增加得更快。在一定的漏极电压之后,朝向漏极端子的耗尽层彼此接触。该电压称为夹断电压。这意味着在零栅极电压下,来自两侧的耗尽层接触在一起的漏极电压称为夹断电压。发现在夹断发生之前漏极电流与漏极 - 源极电压成线性比例,并且在夹断电压之后漏极电流几乎恒定。如果我们进一步增加漏极电压超过夹断电压,则漏极电流保持恒定,但在另一个较高的漏极电压值之后,在反向偏置结中发生雪崩击穿,并且突然漏极电流非常快速地上升。该电压称为JFET的击穿电压。因此,任何结型场效应晶体管JFET在充当放大器时必须在夹断电压和击穿电压之间工作。为了使漏极到源极电压保持在该范围内,直流电压源或合适电压的电池与负载电阻或输出电阻串联。漏极和源极之间出现电压 因此,任何结型场效应晶体管在充当放大器时必须在夹断电压和击穿电压之间工作。为了使漏极到源极电压保持在该范围内,直流电压源或合适电压的电池与负载电阻或输出电阻串联。漏极和源极之间出现电压 因此,任何结型场效应晶体管在充当放大器时必须在夹断电压和击穿电压之间工作。为了使漏极到源极电压保持在该范围内,直流电压源或合适电压的电池与负载电阻或输出电阻串联。漏极和源极之间出现电压2

漏极和源极之间出现夹断电压3这里,我DSS是在夹断时流过沟道的漏极电流,而栅极端子处于地电位。

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现在在n沟道JFET中,我们必须在栅极端子处施加负电位,这将进一步增加栅极区域和沟道之间的耗尽层的宽度。由于p型区域的负面性,结的反向偏置增加。已经讨论过,当施加漏极电压时,保持栅极端子接地,使得耗尽层朝向漏极端子已经被触摸,并且在这些层之间产生了小的沟道开口,以允许漏极电流流动。

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当我们增加栅极端子的负电位时,沟道开口变窄,因此漏极电流减小。如果我们继续增加负栅极端子电压,则漏极电流继续减小,并且可以看出漏极电流在某个栅极电压下变为零。该电压称为栅极截止电压。栅极截止电压的值等于结场效应的夹断电压,但这两个电压的极性相反。

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因此,JFET输入信号的工作范围应为0至-V GS(关闭),其中V GS(关闭)为栅极截止电压。为了确保变化的输入信号的工作范围,门电路必须与固定的偏置电压相关联,该偏置电压可以通过单独的电池源或通过输出电路的电压转移施加到门电路。根据所应用的方法,JFET的栅极偏置可以是三种类型。

栅极电路中电池偏置JFET

这是通过在门电路中插入电池来完成的。电池的负极端子连接到栅极端子。由于JFET中的栅极电流几乎为零,因此输入栅极电阻上不会出现电压降。因此,电池的负电位直接到达栅极端子。相应的漏极电流和漏极到源极电压将是晶体管的输出工作点。

注意: -在下面的所有偏置电路中,我们已经包含了输入交流信号,以便更好地详细说明电路,但在计算JFET的偏置点或工作点时,我们将忽略交流信号,因为偏置仅处理DC。

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因为在JFET中没有栅极电流,8我们可以从下面给出的关系中找到漏极电流I D的值,因为I DSS和V GS(off)(= - V P)在晶体管数据手册中给出。

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通过在输出电路上应用KVL可以找到V DS的值
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JFET的工作点位于特征图上的坐标(V DS,I D)处。

JFET的自偏置

这里,在源极端子和地之间插入一个电阻R S.

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R S两端的电压为
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这里栅极端子也通过电阻R G接地。由于没有栅极电流,栅极端子处出现零地电位。
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栅极和源极之间的电压为V GS。

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该等式告诉我们,这里栅极端子总是获得负电位而不是源极端子。

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在根据上述关系确定I D和V DS的值之后,我们可以将特征图上的操作点放在坐标(V DS,I D)上。

JFET的分压器偏置

两个串联连接的电阻器形成分压器电路。栅极端子处的电压可以通过分压规则来计算。以这种方式,施加的漏极电压用于获得栅极端子电压。电阻串联插入源极端子。器件电流流过电阻并引起电压降。如果该源电压降大于栅极端子处出现的电压,则栅极 - 源极电压具有负值,这是JFET操作所需的。让我们考虑以下电路。

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