6. Σύγκριση του MOSFET με το JFET
ΤΡΕΧΟΝ - 6. Σύγκριση του MOSFET με το JFET
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ- 5. MOSFET Ολοκληρωμένα κυκλώματα
Σύγκριση του MOSFET με το JFET
Πριν δούμε πώς να χρησιμοποιήσουμε το FET σε μια διαμόρφωση ενισχυτή, κάνουμε μια παύση για να εξετάσουμε την ουσιαστική ομοιότητα μεταξύ των δύο ευρύτερων κατηγοριών FET. Εξετάσαμε το MOSFET στην Ενότητα 2 και το JFET στην Ενότητα 4. Μέσα σε κάθε τάξη υπάρχουν οι συσκευές καναλιών n-καναλιών και p-καναλιών. Η ταξινόμηση MOSFET υποδιαιρείται περαιτέρω σε τρανζίστορ ενίσχυσης και εξάντλησης.
Αυτοί οι συνδυασμοί οδηγούν σε έξι πιθανά είδη συσκευών:
● Το ενισχυτικό n-καναλιών MOSFET (ενίσχυση NMOS)
● Η εξάντληση του καναλιού MOSFET (εξάντληση NMOS)
● Το JFET n-καναλιών
● Η ενίσχυση MOSFET του καναλιού p (ενίσχυση PMOS)
● Η μείωση του καναλιού MOSFET (εξάντληση PMOS)
● Το JFET καναλιού p
Το σχήμα 28 συνοψίζει τα σύμβολα κυκλωμάτων για αυτούς τους έξι τύπους συσκευών. Τα βέλη στο σύμβολο JFET μετακινούνται μερικές φορές στο τερματικό προέλευσης.
Εικόνα 28 - Σύμβολα κυκλώματος για FET
Δημιουργείται κανάλι και το τρανζίστορ είναι ενεργοποιημένο όταν η τάση πύλης-πηγής διακόπτει την τάση κατωφλίου (VT για MOSFET και Vp για τα JFET). Για τους τρεις n-καναλιού, το κανάλι δημιουργείται όταν
(33)
Εναλλακτικά, για το p-καναλιού, το κανάλι δημιουργείται όταν
(34)
Το κατώφλι είναι θετικό για την ενίσχυση NMOS, τη μείωση PMOS, και το p-κανάλι JFET. Είναι αρνητικό για την εξάντληση NMOS, την ενίσχυση PMOS, και το n-η καναλιού JFET.
Προκειμένου το τρανζίστορ να λειτουργήσει στο τριόδου, η τάση αποστράγγισης προς πηγή πρέπει να ανταποκρίνεται στις ακόλουθες ανισότητες:
Για n-MOSFETs ή JFETs,
(35)
Για p-channel MOSFETs ή JFETs, το αντίθετο ισχύει. Δηλαδή, να λειτουργούν στην περιοχή τριόδου,
(36)
Και στις δύο περιπτώσεις, εάν δεν τηρηθεί η ανισότητα, το τρανζίστορ λειτουργεί στην περιοχή κορεσμού όταν είναι ενεργοποιημένη.
Αυτές οι σχέσεις συνοψίζονται στον Πίνακα 1.
Πίνακας 1 - Σχέσεις FET
Δείχνουμε τώρα την ομοιότητα στις εξισώσεις για το ρεύμα αποστράγγισης για το MOSFET και το JFET. Στην περιοχή κορεσμού, το ρεύμα αποστράγγισης για το MOSFET είναι [Εξίσωση 8 (Κεφάλαιο: «2. Ημιαγωγός FET μετάλλου-οξειδίου (MOSFET)»)],
(37)
όπου K δίνεται από,
Στην περίπτωση του JFET, το ισοδύναμο είναι [Εξίσωση 20 (Κεφάλαιο: «3. Τρανζίστορ πεδίου εφέ διασταύρωσης (JFET)»)].
(38)
Αυτό είναι πανομοιότυπο με την εξίσωση για το MOSFET αν το θέσουμε VT ίσο με Vp, και εξισώστε τις σταθερές,
(39)
Η ίδια ισοδυναμία ισχύει για την περιοχή τριόδων. Παρουσιάσαμε την εξίσωση ρεύματος αποστράγγισης για το MOSFET [βλ. Εξίσωση 4 (Κεφάλαιο: «2. Ημιαγωγός FET μετάλλου-οξειδίου (MOSFET)»]
(40)
Αυτή η ίδια εξίσωση ισχύει για το JFET με την αντικατάσταση του Vp for VT, και η τιμή του K που δίνεται στην Εξίσωση (39).
Συνοπτικά, η μόνη διαφορά στις εξισώσεις για τα MOSFET και JFET είναι οι τιμές της σταθεράς K, και το γεγονός ότι η τάση κατωφλίου στο MOSFET είναι ισοδύναμη με την τάση αποκοπής στο JFET.