结场效应晶体管的偏置或JFET的偏置

在进入实际主题之前,让我们知道什么是结场效应晶体管的掐断电压,因为它在决定结场效应晶体管的偏置水平方面起着至关重要的作用。

夹断电压

在n通道JFET中,如果我们在漏极端施加正电位,同时源极端接地,由于自由电子从源极漂移到漏极,有电流从漏极流过源极。这个电流沿着通道引起电压降。通过考虑沿通道的电压分布,我们可以说,靠近漏极的通道电位比靠近源极的通道电位高。同时,如果栅极端处于地电位,则栅极区与通道之间的PN结发生反向偏置,耗尽层朝向漏极端的宽度大于源极端的宽度。
结场效应晶体管的偏置
现在,如果我们不断增加漏极电压,耗尽层的宽度会比向源端增加得更快。在一定的漏极电压后,靠近漏极端的耗尽层相互接触。这种电压称为截断电压。这意味着在零栅电压下,两端耗尽层接触的漏极电压称为截断电压。研究发现,在掐断之前漏极电流与漏极电压与源极电压成线性比例,而在掐断电压之后漏极电流几乎是恒定的。如果我们进一步增加漏极电压超过截断电压,漏极电流保持不变,但在另一个更高的漏极电压值后,反向偏置结发生雪崩击穿,漏极电流突然迅速上升。这个电压被称为JFET的击穿电压。因此,当任何结场效应晶体管作为放大器时,它必须在截断电压和击穿电压之间工作。为了使漏源电压保持在该范围内,将一个电压合适的直流电压源或电池与负载电阻或输出电阻串联起来。电压出现在漏极和源极之间
25152 - 1
截断电压出现在漏极和源极之间25152 - 3 在这里,我DSS为闸极端处于地电位时流过通道的漏极电流。
vg零点处jfet特性曲线
现在在n通道JFET中,我们必须在栅端施加负电位,这将进一步增加栅区和通道之间耗尽层的宽度。由于p型区域的负向,结的反向偏置增大。我们已经讨论过,当漏极电压被如此应用时,保持栅极端子接地,朝向漏极端子的耗尽层已经被接触,并在层之间创建了一个小的通道开口,以允许漏极电流流动。
jfet的负门电位
当我们增加栅极端子的负电位时,通道开口变窄,因此漏极电流减小。如果我们继续增加负栅极电压,漏极电流继续减小,可以看到漏极电流在某一栅极电压为零。这个电压称为栅极截止电压。闸极截止电压的值与结场效应的截断电压相等,但两者的极性相反。jfet的传递特性
因此JFET的输入信号的工作范围应该是0到- VGS(下)在VGS(下)为栅极截止电压。为了保证变化输入信号的工作范围,门电路必须与一个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输出电路的电压转移作用于门电路。根据所应用的方法,JFET的门偏置可以分为三种类型。

在门电路中电池对JFET的偏置

这是通过在门电路中插入一个电池来实现的。电池的负极接在栅极上。由于JFET中的栅极电流几乎为零,因此在输入栅极电阻上不会有电压降。因此,电池的负极电势直接到达门极。相应的漏极电流和漏极到源极电压就是晶体管的输出工作点。

注:-在下面的所有偏置电路中,为了更好地详细描述电路,我们已经包括了输入的交流信号,但是在计算JFET的偏置点或工作点时,我们将忽略交流信号,因为偏置只涉及直流。带电池的jfet偏置 在JFET中没有栅电流,25152 - 8 我们可以求出漏极电流I的值D从下面给出的关系式中DSS和VGS(下)(= - VP)在晶体管数据表中给出。25152 - 9 V的值DS在输出电路中应用KVL可以找到吗25152 - 10
JFET的操作点位于坐标(VDS,我D)在特征图上。

JFET的自偏倚

这里有一个电阻R年代插在源端子和地之间。
jfet的自我偏见 R上的电压年代
这里的栅极端子也是通过电阻R接地G。由于没有栅极电流,栅极端子的地电位为零。

栅极和电源之间的电压为VGS
这个方程告诉我们,这里门极终端的电位总是比源极终端的电位为负。25152 - 11 在确定I的值之后DVDS根据上述关系,我们可以将特征图上的工作点置于坐标(VDS,我D)。

JFET的分压器偏置

两个串联的电阻器组成一个分压器电路。栅极端电压可用电压分法计算。通过这种方式,利用施加的漏极电压得到栅端电压。一个电阻串联地插入源端。器件电流通过电阻并引起电压降。如果这个源电压降大于门极端出现的电压,则门极到源极的电压为负值,这是JFET操作所需要的。让我们考虑下面的电路。
JFET的分压器偏置 25152 - 12 25152 - 13

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