Was ist ein JFET?
Der Junction Field Effect Transistor (JFET) ist ein aktives Bauelement mit drei Anschlüssen und Verstärkungsfunktion und ist der einfachste Typ eines unipolaren Feldeffekttransistors. Er besteht aus einem p-n-Übergang, einem Gate (G), einer Source (S) und einem Drain (D), die in einen N-Kanal oder einen P-Kanal unterteilt werden können, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Wie funktionieren JFETs?
Wir können die Beziehung zwischen der Eingangsspannung UGS und dem Eingangsstrom iG eines JFET nicht wie bei einem BJT untersuchen, da ein JFET eine extrem hohe Eingangsimpedanz hat und iG ungefähr 0 ist. Daher können wir nur die Beziehung zwischen der Eingangsspannung UGS und dem Ausgangsstrom iD untersuchen, die als Übertragungskennlinie bezeichnet wird; die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung UDS und dem Ausgangsstrom iD wird als Ausgangskennlinie bezeichnet. Die folgende Abbildung zeigt die Kurven der Übertragungscharakteristik und der Ausgangscharakteristik:
Tatsächlich sind die Übertragungskennlinie und die Ausgangskennlinie redundant. Mit anderen Worten: Wir können aus einem Diagramm ein weiteres Diagramm erstellen. Die Methode ist ebenfalls sehr einfach. Wir zeichnen beispielsweise eine vertikale Linie an der Position UDS=6 V im rechten Bild, die mehrere Kurven schneidet, und die erhaltenen Punkte werden als Kurve im linken Bild (mit der Bezeichnung UDS=6 V) dargestellt. Ein weiteres Beispiel ist die Auswahl der Position UDS=1,2 V, das Zeichnen einer vertikalen Linie, und Sie erhalten verschiedene Übertragungskennlinien im linken Bild (Bezeichnung UDS=1,2 V grüne Linie).
Wie beurteilt man den Betriebszustand eines JFET?
Der Arbeitszustand eines JFET ist komplexer. Im Normalbetrieb kann er im Sperrbereich, im Bereich mit variablem Widerstand und im Konstantstrombereich arbeiten. Darüber hinaus gibt es auch abnormale Arbeitsbedingungen, wie beispielsweise den Zustand, in dem UGS für N-Kanal-JFETs größer als 0 V ist.
Schritt 1: Identifizieren Sie die S-Quelle und den D-Drain des JFET.
In vielen Schaltungen sind S und D des JFET nicht gekennzeichnet, daher müssen wir lernen, die Source (S) und den Drain (D) des JFET in der Schaltung zu unterscheiden.
Die Regeln lauten wie folgt:
Bei einem N-Kanal-JFET fließt der von der externen Stromversorgung erzeugte Strom von D nach S.
P-Kanal-JFET: Die von der externen Stromversorgung erzeugte Stromrichtung verläuft von S nach D.
Schritt 2: Beurteilen Sie den Status des JFET.
Sobald Sie die Pins (S-Quelle und D-Drain) identifiziert haben, können Sie den Betriebszustand des JFET anhand der folgenden Tabelle leicht beurteilen.
| N-channel JFET | UGS≤UGSOFF | UGS＜UGSOFF≤0v | UGS>0V |
| Cut-off Area | UDS＜UDS_DV, Variable Resistance Area | Abnormal state | |
| UDS＞UDS_DV, Constant Current Zone | |||
| P-channel JFET | UGS≥UGSOFF | UGSOFF＞UGS≥0v | UGS＜0V |
| Cut-off Area | UDS>UDS_DV, Variable Resistance Area | Abnormal state | |
| UDS＜UDS_DV, Constant Current Area |
Merkmale von JFET
- JFET-Fähigkeit, entweder im Verarmungsmodus
oder im Anreicherungsmodus zu arbeiten:– Im Verarmungsmodus ist der JFET normalerweise eingeschaltet, und der Strom fließt durch den Kanal, wenn keine Spannung an den Gate-Anschluss angelegt wird.
– Im Anreicherungsmodus ist der JFET normalerweise ausgeschaltet, und der Stromfluss durch den Kanal wird durch die an den Gate-Anschluss angelegte Spannung gesteuert.
- Der JFET hat eine hohe Eingangsimpedanz, was bedeutet, dass er einen großen Bereich von Eingangssignalen akzeptieren kann, ohne die Leistung der Schaltung zu beeinträchtigen.
- Der JFET hat eine niedrige Ausgangsimpedanz, was bedeutet, dass er Lasten mit niedriger Impedanz mit minimaler Signalverschlechterung ansteuern kann.
- JFETs können als spannungsgesteuerte Widerstände verwendet werden, wobei der Widerstand des Kanals durch die an den Gate-Anschluss angelegte Spannung gesteuert werden kann.
