ترانزیستور JFET یاترانزیستور پیوندی  اثر میدانی( نحوه عملکرد و کاربرد) مهندسی برق _ الکترونیک

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )

در ترانزیستورهای پیوند اثر میدانی (JFET) در اثر میدان، با اعمال یک ولتاژ به پایه گیت میزان جریان عبوری از دو پایه سورس و درین کنترل می‌شود.
ترانزیستور اثر می‌دانی بر دو قسم است: نوع n یا N-Type و نوع p یا P-Type. از دیدگاهی دیگر این ترانزیستورها در دو نوع افزایشی و تخلیه‌ای ساخته می‌شوند.
نواحی کار این ترانزستورها شامل «فعال» و «اشباع» و «ترایود» است.
این ترانزیستورها تقریباً هیچ استفاده‌ای ندارند چون جریان دهی آنها محدود است و به سختی مجتمع می‌شوند.

ویژگی‌های ترانزیستور JFET

۱- ترانزیستور JFET از عناصری به نام نیمه هادی مانند سیلیکون و ژرمانیوم ساخته می شود نیمه هادی ها جریان الکتریسیته را نسبتا خوب
(اما نه به اندازه ای خوب که رسانا خوانده شوند مانند مس و آلومنیوم و تقریبا بد اما نه به اندازه ای که عایق نامگذاری شوند مانند شیشه) هدایت می کنند به همین دلیل به آنها نیمه هادی می گویند.
۲- عمل جادویی که ترانزیستور JFET می تواند انجام دهد اینست که می تواند مقدار هادی بودن خود را تغییر دهد . هنگامی که لازم است یک هادی باشد می تواند هدایت خوبی دشته باشد و هنگامی که لازم است تا به عنوان عایق عمل کند جریان بسیار کمی را از خود عبور می دهد که می توان آن را ناچیز شمرد.

ناحیه کاری ترانزیستور JFET

۱- ناحیه قطع
۲- ناحیه فعال (کاری یا خطی)
۳- ناحیه اشباع

ناحیه قطع: حالتی است که ترانزیستور JFET در آن ناحیه فعالیت خاصی انجام نمی‌دهد.

ناحیه فعال: اگر ولتاژ B را افزایش دهیم ترانزیستور JFET از حالت قطع بیرون امده و به ناحیه فعال وارد می‌شود در حالت فعال ترانزیستور مثل یک عنصر تقریباً خطی عمل می‌کند.
حالت اشباع: اگر ولتاژ B را همچنان افزایش دهیم به ناحیه‌ای می‌رسیم که با افزایش جریان ورودی در B دیگر شاهد افزایش جریان بین C و E نخواهیم بود به این حالت می‌گویند حالت اشباع و اگر جریان ورودی به B زیاد تر شود امکان سوختن ترانزیستور وجود دارد.

ترانزیستور JFET چگونه کار می‌کند؟

طرز کار ترانزیستور JFET به این صورت است، چنانچه پیوند BE را بi صورت مستقیم بایاس (Bias به معنی اعمال ولتاژ و تحریک است) کنیم به طوری که این پیوند PN روشن شود (برای این کار کافی است که به این پیوند حدود ۰.۶تا ۰.۷ولت با توجه به نوع ترانزیستور JFET ولتاژ اعمال شود)، در آنصورت از مدار بسته شده میان E و C می توان جریان بسیار بالایی کشید. اگر به شکل دوم دقت کنید بوضوح خواهید فهمید که این عمل چگونه امکان پذیر است.
در حالت عادی میان E و C هیچ مدار بازی وجود ندارد اما به محض آنکه شما پیوند BE را با پلاریته موافق بایاس کنید، با توجه به آنچه قبلا راجع به یک پیوند PN توضیح دادیم، این پیوند تقریبا بصورت اتصال کوتاه عمل می کند و شما عملا خواهید توانست از پایه های E و C جریان قابل ملاحظه ای بکشید. (در واقع در اینحالت می توان فرض کرد که در شکل دوم عملا لایه PN مربوط به BE از بین می رود و بین EC یک اتصال کوتاه رخ می دهد.)
بنابراین مشاهده می کنید که با برقراری یک جریان کوچک Ib شما می توانید یک جریان بزرگ Ic را داشته باشید. این مدار اساس سوئیچ های الکترونیک در مدارهای الکترونیکی است. بعنوان مثال شما می توانید در مدار کلکتور یک رله قرار دهید که با جریان مثلا چند آمپری کار می کند و در عوض با اعمال یک جریان بسیار ضعیف در حد میلی آمپر (حتی کمتر) در مدار بیس که ممکن است از طریق یک مدار دیجیتال تهیه شود، به رله فرمان روشن یا خاموش شدن بدهید.

کاربرد ترانزیستورJFET

ترانزیستور JFET هم در مدارات الکترونیک آنالوگ و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد.
در مدارات آنالوگ ترانزیستور JFET در حالت فعال کار می‌کند و می‌توان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) و… استفاده کرد.
و در مدارات دیجیتال ترانزیستور JFET در دو ناحیه قطع و اشباع فعالیت می‌کند که می‌توان از این حالت ترانزیستور در پیاده سازی مدار منطقی، حافظه، سوئیچ کردن و… استفاده کرد.
۱- در تقویت کننده ها (تقویت جریان)
۲- در تثبیت کننده ها
۳- به عنوان سوییچ استفاده می‌شود. (سوئیچ = کلید)
۴- در نوسان سازها (در مدارات اسیلاتور)
۵- در مدارات آشکارساز
۶- در مخلوط کننده ها (مدارات میکسر)
۷- درمدارات مدولاتور

  • پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )

    •