0.5 Transitor trường ứng (field effect transitor)  (Page 3/8)

$\mid V_{\text{GS}(\text{off})}\mid =\mid V_P\mid$

Vì Vp chính là hiệu thế phân cực ngược các nối P-N vừa đủ để cho các vùng hiếm chạm nhau. Vì vậy, trong vùng bảo hoà ta có:

$\mid V_{\text{DS}}\mid +\mid V_{\text{GS}}\mid =\mid V_P\mid$

n+Sn+DKênh n-GatepThân p-Không có hạt tải điện di chuyển qua thông lộ (ID = IS = 0)Hình 13Vì nối cổng nguồn được phân cực nghịch, dòng điện IG chính là dòng điện rỉ ngược nên rất nhỏ, do đó dòng điện chạy vào cực thoát D được xem như bằng dòng điện ra khỏi cực nguồn S. ID # IS.

So sánh với BJT, ta thấy:

DSGCEBIG (rỉ)  0VCBVBEVGSIB nhỏVCEIE IS IC  IEID  IS-+++---VDS+-+Hình 14

Thí dụ: một JFET kênh N có IDSS=20mA và VGS(off)=-10V.

Tính IS khi VGS=0V? Tính VDS bảo hoà khi VGS = -2V.

Giải:

Khi VGS=0V  ID=IDSS=20mA và ID=IS=20mA

Ta có: $\mid V_P\mid =\mid V_{\text{GS}(\text{off})}\mid =\text{10}V$ và $\mid V_{\text{DS}}\mid =\mid V_P\mid -\mid V_{\text{GS}}\mid =\text{10}-2=\mathrm{8V}$

Đặc tuyến truyền của jfet.

DSGTín hiệu vàoTín hiệuraCổng chungDSGTín hiệu vàoTín hiệuraNguồn chungSDGTín hiệu vàoTín hiệuraThoát chungHình 15Cũng giống như BJT, người ta cũng có 3 cách ráp của FET (JFET và MOSFET): mắc kiểu cực cổng chung (common-gate), cực nguồn chung (common-source) và cực thoát chung (common-drain).

So sánh với BJT NPN, ta thấy có sự tương đương như sau:

Người ta chứng minh được khi VDS có trị số làm nghẽn thông lộ (JFET hoạt động trong vùng bảo hoà), ID và VGS thoả mãn hệ thức:

$I_D=I_{\text{DSS}}{\left[1-\frac{V_{\text{GS}}}{V_{\text{GS}(\text{off})}}\right]}^2$ hay $I_D=I_{\text{DSS}}{\left[1+\frac{V_{\text{GS}}}{V_P}\right]}^2$

Phương trình này được gọi là phương trình truyền của JFET. Các thông số ID và VGS(off) được nhà sản xuất cho biết.

Để ý là: VGS và VGS(off) âm trong JFET thông lộ n và dương trong thông lộ p.

Người ta cũng có thể biểu thị sự thay đổi của dòng điện thoát ID theo điện thế cổng nguồn VGS trong vùng bảo hoà bằng một đặc tuyến gọi là đặc tuyến truyền bằng cách vẽ đường biểu diễn của phương trình truyền ở trên.

IVVVGGVDD+--++-GDSVGS+-+-VDSIDHình 16

2 4 6 8VDS (volt)VGS = -4VVGS = -3VVGS = -2VVGS = -1VVGS = 0VID(mA)VP0VGS = VGS(off) = -8VHình 17VGS(off)-8 -6 -4 -2VGS = -6V12963Đặc tuyếntruyềnĐặc tuyếnngõ ra

Ảnh hưởng của nhiệt độ trên jfet.

Như ta đã thấy trong JFET, người ta dùng điện trường kết hợp với sự phân cực nghịch của nối P-N để làm thay đổi điện trở (tức độ dẫn điện) của thông lộ của chất bán dẫn. cũng như BJT, các thông số của JFET cũng rất nhạy đối với nhiệt độ, ta sẽ khảo sát qua hai tác động chính của nhiệt độ:

Khi nhiệt độ tăng, vùng hiếm giảm, do đó độ rộng của thông lộ tăng lên, do đó điện trở của thông lộ giảm. (ID tăng)

Khi nhiệt độ tăng, độ linh động của các hạt tải điện giảm (ID giảm)

Do thông lộ tăng rộng theo nhiệt độ nên VGS(off) cũng tăng theo nhiệt độ. Thực nghiệm cho thấy $\mid V_{\text{GS}(\text{off})}\mid \text{hay}\mid V_P\mid$ tăng theo nhiệt độ với hệ số 2,2mV/10C.

Từ công thức: $I_D=I_{\text{DSS}}{\left[1-\frac{V_{\text{GS}}}{V_{\text{GS}(\text{off})}}\right]}^2$

Cho thấy tác dụng này làm cho dòng điện ID tăng lên. Ngoài ra, do độ linh động của hạt tải điện giảm khi nhiệt độ tăng làm cho điện trở của thông lộ tăng lên nên dòng điện IDSS giảm khi nhiệt độ tăng, hiệu ứng này làm cho ID giảm khi nhiệt độ tăng.

Tổng hợp cả hai hiệu ứng này, người ta thấy nếu chọn trị số VGS thích hợp thì dòng thoát ID không đổi khi nhiệt độ thay đổi. Người ta chứng minh được trị số của VGS đó là: