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)Biased JFET 그림13-2는 정상적으로 bias된 JFET를 나타낸다. JFET 전극의 이름 표에서 볼수 있듯이 JFET의 각 전극은 지금까지 배워온 BJT의 전극에 대응된다. 위의 그림에서 검은 부분은 금속전극(electrode)이며 JFET에서 각각의 이름은 BJT(Bipolar Junction Transistor)에 다음과 같이 대응된다 ; Bipolar Junction Transistor JFET Collector Drain Base Gate Emitter Source 표12-1. 그래서 p-type과 n-type 사이에는 극성을 띄지 않는 층(layer)이 존재하게 되는데 이 층을 공핍층(Depletion Layer)이라 부른다. 위의 Drain curve에서 보듯이 드레인 전류 는 일 때 최대값 가 되고, , 가 커지면 Gate가 다른 전극에 비해 더 음이 되기 때문에 공핍층의 두께가 두꺼워지게 된다. 위의 그림에서 전하 운반자는  ......

 

 

Index & Contents

자연과학 업로드 전기전자 업로드 전계 효과 트랜지스터FET 업로드 에 관해

 

[자연과학][전기전자] 전계 효과 트랜지스터[FET]에 관해

 

 

전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor(FET))

 

1)접합형 FET (Junction FET(JFET))

 

그림13-1. n-channel JFET

그림은 접합형 FET를 보인다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위의 그림에서 전하 운반자는 n-type 즉, 전자(electron)이 되고, 전하운반자는 n-type 반도체를 통해 흐르므로 n-channel이라 한다. 또다른 형태의 JFET는 p-channel이 있을 수 있다.

위의 그림에서 검은 부분은 금속전극(electrode)이며 JFET에서 각각의 이름은 BJT(Bipolar Junction Transistor)에 다음과 같이 대응된다 ;

 

Bipolar Junction Transistor

JFET

Collector

Drain

Base

Gate

Emitter

Source

표12-1. JFET 전극의 이름

 

 

표에서 볼수 있듯이 JFET의 각 전극은 지금까지 배워온 BJT의 전극에 대응된다. JFET의 전류 역시

 

 

 

에 대응된다.

 

2)Biased JFET

그림13-2는 정상적으로 bias된 JFET를 나타낸다. BJT에서는 베이스-에미터간에는 순방향으로 bias 되는데 반하여 JFET에서는 반드시 역방향으로 bias 된다는 사실이 다르다.

그림13-2에서 Gate는 Source와 Drain에 대해 역방향으로 bias되기 때문에 n-type 반도체의 전하운반자는 Gate에 대해 먼쪽으로 이동하게 된다. 그래서 p-type과 n-type 사이에는 극성을 띄지 않는 층(layer)이 존재하게 되는데 이 층을 공핍층(Depletion Layer)이라 부른다.

 

그림13-2. 정상적으로 biased JFET 회로

또한 아래 그림에서 전하운반자의 흐름은 n-type 반도체 내에서만 가능하기 때문에 전자가 전하

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

운반자가 되고, 가 커지면 Gate가 다른 전극에 비해 더 음이 되기 때문에 공핍층의 두께가 두꺼워지게 된다. 전하운반자가 흐르는 경로를 channel이라 부르는데 가 커질수록 channel은 좁아지게 된다.

 

 

위의 그림에서 Gate와 Source사이에는 역방향 bias가 걸리기 때문에 Gate 전류 는 극히 작다. 따라서 Gate 저항 는

 

이 된다. FET는 BJT에 비해 입력 임피던스(Input Impedance)가 매우크다.

위의 회로에서 볼 수 있듯이 전압으로 Drain에서 Source로 흐르는 전류 를 제어할 수 있어서 FET는 전압제어소차(Voltage-controlled Device)이다. 이에 반해 BJT는 전류로 제어되는 전류제어소자(Current-controlled Device)이다.

FET는 high input impedance이기 때문에 전류통제는 불가능하여 큰전압을 가해줘야 한다. 따라서 전압이득이 작아지는 단점이 있다. 결국

 

정상적인 작동시 FET의 Bias ;

 

 

그림13-3. 두 종류의 JFET

아래 그림은 두종류의 JFET를 나타낸다;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

앞의 그림에서 화살표 방향은 p-type 반도체에서 n-type 반도체 방향임을 유의하라. 이것은 BJT에서도 그대로 적용되었다.

 

3)Drain Curve

BJT에서 두 개의 특성곡선(characteristic curves)가 있는 것처럼 FET(JFET 뿐 아니라 뒤에서 배울 MOSFET)에도 다음과 같은 두 개의 특성곡선이 있다;

(1) Drain curve

(2) transconductance curve(전달 콘덕턴스 곡선)

 

그림13-4. Drain Curve를 얻기 위한 n-channel JFET회로

먼저 Drain curve에 대해 살펴보자;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n-channel JFET : J2N3819,

,

 

 

그림13-5. n-channel JFET의 Drain Curve

BJT 특성곡선을 얻을 때처럼 를 특정 값으로 고정시킨 다음 를 0에서부터 일정값까지 변화시키면서 곡선을 구하면 아래 그림의 Drain curve가 얻어진다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위의 Drain curve에서 보듯이 드레인 전류 는 일 때 최대값 가 되고, 가 되면 이 된다. 드레인 전류가 거의 일정값을 유지하는 영역을 활성영력이라 하는데 값이 에서 에 이른다.

위의 그림의 전압 및 전류의 이름 ;

; 최대 드레인 전류

; 핀치오프전압(pinchoff voltage)

; 항복전압(breakdown voltage)

; 게이트-소오스 차단전압(gate-source cutoff voltage)

여기서 기억해야할 중요한 식은 다음과 같다 ;

 

 

 

 

4)전달 콘덕턴스곡선(transconductance curve)

 

그림13-6. JFET의 전달 콘덕턴스 곡선

앞에서 전류 가 편평한 부분 중에서 “=일정”하게 놓은 후 그림을 그리면 아래 그림이 된다. 이 그림을 JFET의 전달 콘덕턴스 곡선이라 하며 JFET의 두 번째 특성곡선이 된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위의 그림의 전달 콘덕턴스곡선은 다음과 같이 전류와 전압으로 표현된다;

 

 

 

 

 

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