V C= ICRC EC = E C
5.1.4. Cỏc tham số đặc trưng
5.1.4.1. Đặc tuyến lối ra
Đường đặc tuyến lối ra là đồ thị mụ tả mối quan hệ giữa dũng điện ID và điện ỏp VDS.
Xột trường hợp VGS = 0V (hỡnh 5.4). Cho VDD (cũng là VDS) tăng dần từ 0V dũng ID cũng tăng dần theo VDD (đoạn từ A đến B trờn đồ thị hỡnh 5.5). Trong trường hợp này, điện trở của kờnh dẫn khụng đổi vỡ độ rộng vựng nghốo khụng đủ lớn để gõy ảnh hưởng đến kờnh dẫn. Vựng làm việc này của JFET được gọi là vựng Omic bởi VDD và ID
cú mối liờn hệ với nhau tuõn theo định luật ễm.
Bắt đầu từ điểm B trờn đồ thị dũng ID hầu như khụng tăng khi VDD tiếp tục tăng. ID giữ cố định trong khoảng từ B đến C nguyờn nhõn là do độ lớn VDS tăng dẫn đến điện ỏp VGD phõn cực ngược đủ lớn làm xuất hiện vựng nghốo giữa tiếp giỏp P-N của cực G và kờnh dẫn. Vựng này thu hẹp độ rộng của kờnh dẫn đến một mức nhất
định (làm cho điện trở của kờnh dẫn quỏ lớn) thỡ cho dự VDD tăng dũng ID vẫn giữ giỏ trị ổn định. Vựng hoạt động này của JFET được gọi là vựng bóo hũa.
Tiếp tục tăng VDD, VDG cũng tăng theo đến một giỏ trị nào đú tiếp giỏp P- N giữa kờnh dẫn và cực G bị đỏnh thủng, lỳc này dũng ID tăng nhanh đột ngột (từ điểm C trờn đồ thị). Vựng này gọi là vựng đỏnh thủng của JFET. Thụng thường JFET chỉ họat động trong vựng bóo hũa.
Phạm Thị Thanh Huyền- Phạm Thị Quỳnh Trang- Nguyễn Thị Kim Ngõn 87 a. Kờnh N b. Kờnh P
Hỡnh 5.3: Ký hiệu của JFET
RD0 0 0 0 0 VDD VGS=0V VGD I D VDS Hỡnh 5.4: Phõn cực để VGS=0
Khi VGS < 0: giỏ trị ID giảm khi trị tuyệt đối của VGS tăng. Tương ứng với mỗi giỏ trị của VGS cú thể vẽ được một đường đặc tuyến. Tập hợp cỏc đường đặc tuyến này được gọi là họ cỏc đường đặc tuyến của JFET.
5.1.4.2. Điện ỏp ngắt
Khi VGS = 0V, giỏ trị VDS mà tại đú ID bắt đầu ổn định (vị trớ điểm B trờn đồ thị) được gọi là điện ỏp ngắt ký hiệu VP. Mỗi một JFET cú một giỏ trị VP xỏc định. Tiếp tục tăng VDS vượt qua giỏ trị điện ỏp ngắt VP dũng ID trong đoạn này là một hằng số. Giỏ trị này được gọi là dũng ID bóo hũa ký hiệu là IDSS, nú cũng là một hằng số ứng với mỗi một JFET cụ thể. Đại lượng VP và IDSS được cung cấp bởi nhà sản xuất, người sử dụng cú thể tra cứu thụng số này trong sổ tay tra cứu linh kiện hoặc trong catalog về linh kiện.
5.1.4.3. Điện ỏp cắt
Giỏ trị của VGS mà tại đú ID xấp xỉ bằng 0 gọi là điện ỏp cắt của JFET ký hiệu là VGS(off). JFET chỉ hoạt động khi VGS nhận giỏ trị trong khoảng từ VGS(off) đến 0V. Đối với JFET kờnh N đại lượng VGS(off) <0 cũn đối với JFET kờnh P đại lượng này cú giỏ trị > 0.
Chỳ ý: Khi phõn cực cho JFET kờnh P điện ỏp VDS < 0 và VGS >0
So sỏnh điện ỏp cắt và điện ỏp ngắt:
Như đó định nghĩa ở phần trước, VP là giỏ trị của VDS mà tại đú dũng cực mỏng bắt đầu là hằng số khi VGS=0V; cũn VGS(off) là giỏ trị của VGS mà tại đú ID≈0. VDS < VP khi VGS ≠ 0 , mặc dự VP là một hằng số nhưng giỏ trị của VDS tại điểm ID bắt đầu là hằng số lại biến đổi theo VGS.
Trờn thực tế, VP và VGS(off) thường là hai giỏ trị ngược nhau về dấu. Trong sổ tay tra cứu linh kiện cú thể ghi rừ giỏ trị của hai đại lượng này hoặc cú thể chi ghi một trong hai giỏ trị, người sử dụng hoàn toàn cú thể suy ra giỏ trị của đại lượng cũn lại. Vớ dụ: nếu VP = +5V thỡ VGS(off) = -5V.
5.1.4.4. Đặc tuyến truyền đạt
Đặc tuyến truyền đạt là đồ thị mụ tả mối quan hệ giữa dũng điện lối ra ID và điện ỏp điều khiển VGS. Hỡnh 5.5 biểu diễn đường đặc tuyến truyền đạt của JFET. Điểm bắt đầu của đặc tuyến trờn trục VGS chớnh là điện ỏp cắt (VGS(off)); điểm kết thỳc của nú nằm trờn trục IC là giỏ trị dũng cực mỏng bóo hũa (IDSS).
Cú hai phương phỏp thiết lập đường đặc tuyến truyền đạt:
Giỏo trỡnh Linh kiện Điện Tử Đại học Cụng Nghiệp Hà Nội Phương phỏp đại số: đặc tuyến truyền đạt của JFET cú dạng parabol tuõn theo phương trỡnh sockley như sau:
Với phương trỡnh này, dũng ID cú thể được xỏc định tại bất kỳ giỏ trị VGS nào khi biết VGS(off) và IDSS.
Phương phỏp đồ thị: đường cong truyền đạt cú thể được xõy dựng từ họ cỏc đường đặc tuyến lối ra của JFET như hỡnh vẽ 5.5.
3.5.1.4.5. Hỗ dẫn của JFET (gm)
Hỗ dẫn (gm ) là tỷ số giữa độ thay đổi cường độ dũng điện cực mỏng và độ thay đổi điện ỏp VGS:
gm là một tham số quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hệ số khuếch đại điện ỏp của cỏc mạch khuếch đại sử dụng JFET. Vỡ đường đặc tuyến truyền đạt là đường cong nờn gm biến đổi theo tọa độ của VGS, gm lớn nhất khi VGS = 0 và nhỏ nhất khi VGS = VSG(off). Trong sổ tay tra cứu linh kiện giỏ trị gm được đưa ra tại vị trớ VGS = 0V ký hiệu là gm0. Khi biết giỏ trị gm0 cú thể xỏc định được gm tại bất kỳ giỏ trị nào của VGS theo cụng thức:
Giỏ trị gm0 được xỏc định khi biết IDSS và VGS(off) :
5.1.4.6. Trở khỏng và dung khỏng lối vào
Khi hoạt động tiếp giỏp P-N giữa cực nguồn và cực cửa của JFET phõn cực ngược, do vậy trở khỏng lối vào ở cực cửa rất lớn. Trở khỏng vào lớn là một ưu điểm của JFET so với BJT (BJT hoạt động khi lớp tiếp giỏp P-N của bazơ và emittơ phõn cực thuận). Trở khỏng vào của JFET được xỏc định bằng phương trỡnh:
Phạm Thị Thanh Huyền- Phạm Thị Quỳnh Trang- Nguyễn Thị Kim Ngõn 89
2) ) ( 1 − = off GS GS DSS D V V I I (5.1) GS D m V I g ∆ ∆ = (5.2) − = ) ( 0 1 off GS GS m m V V g g (5.3) ) ( 0 2 off GS DSS m V I g = (5.4)
RIN cú trị số giảm khi nhiệt độ tăng (do IDSS tăng theo nhiệt độ).
Dung khỏng lối vào Ciss là kết quả của sự phõn cực ngược của lớp tiếp giỏp P-N, khi đú vựng tiếp giỏp này hoạt động tương tự như một tụ điện cú dung khỏng biến đổi theo điện ỏp đặt vào nú.
5.1.4.7. Điện trở giữa cực nguồn và cực mỏng.
Như đó biết ở trờn, bắt đầu từ điểm ngắt (điểm cú tọa độ tại điện ỏp ngắt) dũng cực mỏng nhận một giỏ trị gần như khụng đổi. Do vậy, khi cú sự thay đổi lớn về giỏ trị của nguồn cung cấp cho D và S (VDS) thỡ ID cũng chỉ thay đổi một lượng rất nhỏ. Tỷ số giữa thay đổi của điện ỏp VDS và dũng cực mỏng ID được coi là điện trở giữa cực nguồn và cực mỏng, ký hiệu là rds:
Trong bảng tra cứu về linh kiện giỏ trị này thường được gọi là độ dẫn lối vào gos hay độ dẫn nạp lối vào yos.