Cơ chế hoạt động của JFET

Vì vùng thoát n+ nối với cực dương và vùng cổng G nối với cực âm của nguồn điện VDS nên nối PN ở vùng thoát được phân cực nghịch, do đó vùng hiếm ở đây rộng ra xem hình vẽ... Khi VDScòn

Cơ chế hoạt động của JFET

Bởi:

Trương Văn Tám

Bây giờ, nếu ta mắc cực nguồn S và cực cổng G xuống mass, nghĩa là điện thế VGS=0V Điều chỉnh điện thế VDSgiữa cực thoát và cực nguồn, chúng ta sẽ khảo sát dòng điện qua JFET khi điện thế VDSthay đổi

Vì vùng thoát n+ nối với cực dương và vùng cổng G nối với cực âm của nguồn điện VDS nên nối PN ở vùng thoát được phân cực nghịch, do đó vùng hiếm ở đây rộng ra (xem hình vẽ)

Khi VDScòn nhỏ, dòng điện tử từ cực âm của nguồn điện đến vùng nguồn (tạo ra dòng

IS), đi qua thông lộ và trở về cực dương của nguồn điện (tạo ra dòng điện thoát ID) Nếu thông lộ có chiều dài L, rộng W và dày T thì điện trở của nó là:

; Trong đó, ρ là điện trở suất của thông lộ Điện trở suất là hàm số theo nồng độ chất pha

Cơ chế hoạt động của JFET

Khi VDScòn nhỏ (vài volt), điện trở R của thông lộ gần như không thay đổi nên dòng

IDtăng tuyến tính theo VDS Khi VDSđủ lớn, đặc tuyến không còn tuyến tính nữa do R bắt đầu tăng vì thông lộ hẹp dần Nếu ta tiếp tục tăng VDSđến một trị số nào đó thì hai vùng hiếm chạm nhau, ta nói thông lộ bị nghẽn (pinched off)

Trị số VDS để thông lộ bắt đầu bị nghẽn được gọi là điện thế nghẽn VP (pinched off voltage) Ở trị số này, chỉ có các điện tử có năng lượng cao trong dải dẫn điện mới có

đủ sức xuyên qua vùng hiếm để vào vùng thoát và bị hút về cực dương của nguồn điện

VDStạo ra dòng điện thoát ID

Nếu ta cứ tiếp tục tăng VDS, dòng điện IDgần như không thay đổi và được gọi là dòng điện bảo hoà thoát - nguồn IDSS(chú ý: ký hiệu IDSSkhi VGS=0V)

Bây giờ, nếu ta phân cực cổng-nguồn bằng một nguồn điện thế âm VGS (phân cực nghịch), ta thấy vùng hiếm rộng ra và thông lộ hẹp hơn trong trường hợp VGS=0V Do

đó điện trở của thông lộ cũng lớn hơn

Cơ chế hoạt động của JFET

Khi VDS còn nhỏ, IDcũng tăng tuyến tính theo VDS, nhưng khi VDS lớn, thông lộ bị nghẽn nhanh hơn, nghĩa là trị số VDS để thông lộ nghẽn nhỏ hơn trong trường hợp

VGS=0V và do đó, dòng điện bảo hoà IDcũng nhỏ hơn IDSS

Chùm đặc tuyến ID=f(VDS) với VGSlà thông số được gọi là đặc tuyến ra của JFET mắc theo kiểu cực nguồn chung

Vì Vpchính 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:

Vì nối cổng nguồn được phân cực nghịch, dòng điện IGchính 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

Cơ chế hoạt động của JFET