ஜங்ஷன் ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள்
ஜங்ஷன் ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள் மின்னழுத்தத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படும் குறைக்கடத்தி அடிப்படையிலான டிரான்சிஸ்டர்கள். இவை மூன்று டெர்மினல்கள் கொண்ட ஒரே திசை டிரான்சிஸ்டர்கள்; வடிகால், மூல மற்றும் வாயில். JFET களில் PN சந்திப்புகள் இல்லை, ஆனால் அவை குறைக்கடத்தி பொருட்களின் சேனல்களால் ஆனவை.
கட்டுமானம் மற்றும் வகைப்பாடுகள்
பெரும்பான்மை சார்ஜ் கேரியர்களின் ஓட்டத்திற்கு JFET கள் ஒரு பெரிய சேனலைக் கொண்டுள்ளன. இந்த சேனல் அடி மூலக்கூறு என்று அழைக்கப்படுகிறது. அடி மூலக்கூறு P-வகை அல்லது N-வகைப் பொருளாக இருக்கலாம். ஓமிக் தொடர்புகள் எனப்படும் இரண்டு வெளிப்புற தொடர்புகள் சேனலின் இரு முனைகளிலும் வைக்கப்பட்டுள்ளன. JFET கள் அவற்றின் கட்டுமானத்தில் அடி மூலக்கூறின் குறைக்கடத்திப் பொருளின் அடிப்படையில் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.
N-Channel JFET டிரான்சிஸ்டர்கள்
சேனல் N- வகை தூய்மையற்ற பொருட்களால் ஆனது, வாயில்கள் P- வகை தூய்மையற்ற பொருட்களால் ஆனது. N-வகை பொருள் என்பது பெண்டாவலன்ட் அசுத்தங்கள் டோப் செய்யப்பட்டுள்ளன, மேலும் பெரும்பாலான சார்ஜ் கேரியர்கள் சேனலில் இலவச எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். N-Channel JFETகளின் அடிப்படை கட்டுமானம் மற்றும் குறியீட்டு விளக்கக்காட்சி கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது:
பி-சேனல் JFET டிரான்சிஸ்டர்கள்
சேனல் P-வகை தூய்மையற்ற பொருளால் ஆனது, வாயில்கள் N-வகை தூய்மையற்ற பொருளால் ஆனது. P-Channel என்பது சேனலில் டிரிவலன்ட் அசுத்தங்கள் டோப் செய்யப்பட்டுள்ளன மற்றும் பெரும்பான்மையான சார்ஜ் கேரியர்கள் துளைகளாகும். P-Channel JFET இன் அடிப்படை கட்டுமானம் மற்றும் குறியீட்டு விளக்கக்காட்சி கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது:
JFET களின் வேலை
JFETகள் பெரும்பாலும் நீர் குழாய் குழாயின் ஒப்புமையுடன் விவரிக்கப்படுகின்றன. குழாய்கள் வழியாக நீரின் ஓட்டம் JFETகளின் சேனல்கள் வழியாக எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டத்துடன் ஒத்திருக்கிறது. நீர் குழாயை அழுத்துவது நீரின் ஓட்டத்தின் அளவை தீர்மானிக்கிறது. இதேபோல், JFET களின் விஷயத்தில், கேட் டெர்மினல்களில் மின்னழுத்தங்களின் பயன்பாடு, மூலத்திலிருந்து வடிகால் வரை கட்டணங்களை நகர்த்துவதற்கான சேனலின் குறுகலை அல்லது அகலத்தை தீர்மானிக்கிறது.
கேட் மற்றும் சோர்ஸ் முழுவதும் ரிவர்ஸ் பயாஸ் மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் போது, டிப்ளேஷன் லேயர் அதிகரிக்கும் போது சேனல் சுருங்குகிறது. இந்த செயல்பாட்டு முறை பிஞ்ச்-ஆஃப் பயன்முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த வகையான சேனல் நடத்தை கீழே குறிப்பிடப்படுகிறது:
JFET பண்புகள் வளைவு
JFETகள் குறைப்பு முறை சாதனங்கள் ஆகும், அதாவது அவை குறைப்பு அடுக்குகளை விரிவுபடுத்துதல் அல்லது குறுகுதல் ஆகியவற்றில் செயல்படுகின்றன. முழுமையான செயல்பாட்டு முறைகளை பகுப்பாய்வு செய்ய, N-Channel JFET முழுவதும் பின்வரும் சார்பு ஏற்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
JFET டெர்மினல்களில் இரண்டு வெவ்வேறு சார்பு மின்னழுத்தங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையே VDS பயன்படுத்தப்படுகிறது.
கீழே விவாதிக்கப்பட்டுள்ளபடி, JFET நான்கு வெவ்வேறு செயல்பாட்டு முறைகளில் செயல்படும்.
1: ஓமிக் பயன்முறை
ஓமிக் பயன்முறை என்பது அதன் முனையங்களில் எந்த சார்பு மின்னழுத்தமும் பயன்படுத்தப்படாத ஒரு இயல்பான நிலை. எனவே, ஓமிக் முறையில் VGS=0. குறைப்பு அடுக்கு மிகவும் மெல்லியதாக இருக்க வேண்டும் மற்றும் JFET மின்தடை போன்ற ஓமிக் உறுப்பு போல செயல்படுகிறது.
2: பின்ச்-ஆஃப் பயன்முறை
கட்-ஆஃப் பயன்முறையில், கேட் மற்றும் மூலத்தில் போதுமான சார்பு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பயன்படுத்தப்பட்ட தலைகீழ் பயாஸ் மின்னழுத்தம் குறைப்புப் பகுதியை அதிகபட்ச நிலைக்கு நீட்டிக்கிறது, எனவே சேனல் மின்னோட்டத்தின் ஓட்டத்தை எதிர்க்கும் திறந்த சுவிட்சைப் போல செயல்படுகிறது.
3: செறிவூட்டல் முறை
கேட் மற்றும் மூல சார்பு மின்னழுத்தம் JFET சேனல் முழுவதும் தற்போதைய ஓட்டத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது. சார்பு மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்துடன் மின்னோட்டம் மாறுபடும். வடிகால் மற்றும் மூல சார்பு மின்னழுத்தம் இந்த பயன்முறையில் மிகக் குறைவான விளைவைக் கொண்டுள்ளது.
4: முறிவு முறை
வடிகால் மற்றும் மூல சார்பு மின்னழுத்தம் JFETகளின் சேனலில் உள்ள குறைப்பு அடுக்கை உடைக்கும் நிலைக்கு அதிகரிக்கிறது. இது சேனல் முழுவதும் அதிகபட்ச மின்னோட்டத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.
JFETs அளவுருக்களுக்கான கணித வெளிப்பாடுகள்
செறிவூட்டல் முறைகளில், JFETகள் மின்னழுத்தம் மின்னோட்டத்தில் மாறுபடும் கடத்தி முறைகளில் நுழைகிறது. எனவே, வடிகால் மின்னோட்டத்தை மதிப்பீடு செய்யலாம். வடிகால் மின்னோட்டத்தை மதிப்பிடுவதற்கான வெளிப்பாடு பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறது:
கேட் மின்னழுத்தங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் சேனல் விரிவடைகிறது அல்லது சுருங்குகிறது. வடிகால்-மூல மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதில் சேனலின் எதிர்ப்பு பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:
RDS ஐ கடத்தல் ஆதாயம், gm மூலமாகவும் கணக்கிடலாம்:
JFET இன் கட்டமைப்புகள்
உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்களுடன் JFETகளை பல்வேறு வழிகளில் இணைக்க முடியும். இந்த கட்டமைப்புகள் பொதுவான ஆதாரம், பொதுவான வாயில் மற்றும் பொதுவான வடிகால் கட்டமைப்புகள் என அறியப்படுகின்றன.
பொதுவான மூல கட்டமைப்பு
பொதுவான மூல கட்டமைப்பில், JFET இன் மூலமானது அடித்தளமாக உள்ளது மற்றும் உள்ளீடு கேட் டெர்மினலுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அதே நேரத்தில் வடிகால் இருந்து வெளியீடு எடுக்கப்படுகிறது. இந்த கட்டமைப்பு உயர் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு மற்றும் மின்னழுத்த பெருக்க செயல்பாடுகளை வழங்குகிறது. இந்த பெருக்கி பயன்முறை உள்ளமைவு அனைத்து JFETகளின் உள்ளமைவுகளிலும் மிகவும் பொதுவானது. பெறப்பட்ட வெளியீடு உள்ளீட்டுடன் கட்டத்திற்கு வெளியே 180 டிகிரி ஆகும்.
பொதுவான வாயில் கட்டமைப்பு
ஒரு பொதுவான கேட் கட்டமைப்பில், உள்ளீடு மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் போது கேட் தரையிறக்கப்படுகிறது மற்றும் வடிகால் மூலம் வெளியீடு எடுக்கப்படுகிறது. கேட் தரையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளதால், கட்டமைப்பு குறைந்த உள்ளீடு மின்மறுப்பைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் வெளியீட்டில் அதிக மின்மறுப்பு உள்ளது. பெறப்பட்ட வெளியீடு உள்ளீட்டுடன் கட்டத்தில் உள்ளது:
பொதுவான வடிகால் கட்டமைப்பு
ஒரு பொதுவான வடிகால், உள்ளீடு வாயிலுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் போது வெளியீடு மூல முனையத்திலிருந்து இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த உள்ளமைவு பொதுவான கேட் உள்ளமைவைப் போலவே குறைந்த உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு மற்றும் அதிக வெளியீட்டு மின்மறுப்பை வழங்குகிறது, ஆனால் மின்னழுத்த ஆதாயம் தோராயமாக இங்கு ஒற்றுமையாக உள்ளது.
உள்ளீடு கேட் இணைக்கப்பட்ட பொதுவான மூலத்துடன் இந்த உள்ளமைவு பொருந்துகிறது, ஆனால் பொதுவான மூல கட்டமைப்பு ஒற்றுமையை விட குறைவாகவே பெறுகிறது.
பயன்பாடு - JFETs பெருக்கி கட்டமைப்பு
கேட் டெர்மினல் வோல்டேஜ் டிவைடர் நெட்வொர்க்குடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் போது, JFETகளை வகுப்பு-A பெருக்கிகளாக வேலை செய்ய முடியும். மூல முனையத்தில் வெளிப்புற மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது பெரும்பாலும் கீழே உள்ள சுற்றுவட்டத்தில் VDDயின் நான்கில் ஒரு பங்காக கட்டமைக்கப்படுகிறது.
எனவே மூல மின்னழுத்தத்தை இவ்வாறு வெளிப்படுத்தலாம்:
மேலும், மூல மின்னழுத்தத்தை பின்வரும் வெளிப்பாடு மூலம் கணக்கிடலாம்:
வடிகால் மின்னோட்டத்தை மேலே உள்ள கட்டமைப்பிலிருந்து கீழே கணக்கிடலாம்:
கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள மின்தடையங்கள் R1 & R2 மதிப்புகளின் செயல்பாடாக கேட் மின்னழுத்தத்தைப் பெறலாம்.
எடுத்துக்காட்டு 1: வி கணக்கிடுதல் DD
என்றால் வி ஜிஎஸ்(ஆஃப்) =-8V, ஐ டிஎஸ்எஸ் கீழே உள்ள உள்ளமைவில் JFETக்கு =24mA, Vஐக் கணக்கிடுங்கள் DD படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஆர் டி =400.
இருந்து
நிலையான தற்போதைய பகுதியில் செயல்பட JFET க்கு மேலே உள்ள VDS இன் குறைந்தபட்ச மதிப்பாக இருக்கும், எனவே:
மேலும்,
வடிகால் சுற்றுக்கு KVL ஐப் பயன்படுத்துவதன் மூலம்:
எடுத்துக்காட்டு 2: வடிகால் மின்னோட்டத்தின் மதிப்பைத் தீர்மானிக்கவும்
கீழே உள்ள JFET உள்ளமைவுக்கு VGS=3V, VGS(Off)=-5V, IDSS=2mA என இருக்கும் போது வடிகால் மின்னோட்டத்தின் மதிப்பைத் தீர்மானிக்கவும்.
வடிகால் மின்னோட்டத்திற்கான வெளிப்பாடு:
முடிவுரை
ஜங்ஷன் ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள் மூன்று டெர்மினல் செமிகண்டக்டர் சாதனங்கள் ஆகும், அவை வெவ்வேறு செயல்பாட்டு முறைகளில் குறைப்பு பகுதிகளின் நடத்தையுடன் செயல்படுகின்றன. அவர்களுக்கு PN சந்திப்புகள் இல்லை, ஆனால் அவை குறைக்கடத்தி பொருட்களின் சேனல்களால் ஆனவை.