10 주차 1 강 . JFET 의특성 양주란교수

양주란 교수

10주차 1강. JFET의 특성

학습내용

학습목표

1.JFET의 이해

2.JFET의 동작 특성

1.JFET의 구조적 특징에 대해 설명할 수 있다.

2.JFET의 동작 특성을 설명할 수 있다.

 전계 효과 트랜지스터(FET)

• 게이트(gate)에 공급되는 (게이트와 소스 사이의) 전압에 의해 전류가 조절되는 전압제어 소자

• 하나의 반송자를 이용하는 단극소자

1. JFET의 이해(1)

 접합 전계 효과 트랜지스터(JFET)

• 소스-드레인 사이를 흐르는 전류의 방향과 수직으로 pn 접합

• 전압을 인가함으로써 채널 내를 통하는 다수 캐리어 제어

• 소스-드레인 간의 전류 제어

1. JFET의 이해(2)

 JFET의 특성

• BJT처럼 전류 흐름을 제어

• 매우 높은 입력저항을 가짐

• 게이트와 소스 사이에 공급하는 전압에 의해 전류의 흐름 제어

• BJT와 같이 증폭기로 이용

1. JFET의 이해(3)

 JFET의 구조

1. JFET의 이해(4)

게이트(gate) 두 개의 p형 영역 소스(source) n형의 한 끝 드레인(drain) n형의 다른 한 끝 채널(channel) p형 영역 사이의 n 영역

n-채널

_Drain

Gate

Source

n channel

n n

p channel

Drain

Gate

Source

 JFET의 심벌

1. JFET의 이해(5)

n-채널

단자 : 소스(source), 게이트(gate), 드레인(drain)

p-채널

Drain(D)

Gate(G)

Source(S)

Drain(D)

Gate(G)

Source(S)

 n 채널 JFET

1. JFET의 이해(6)

게이트에 인가하는 전압 조절 채널의 간격이 조절되어 전류 제어

Drain(D)

Gate(G)

Source(S) P

P n

channel

 JFET의 바이어스

2. JFET의 동작 특성(1)

• 게이트-소스 접합에 역방향바이어스 : 전류의 흐름 제어

• V_GG(역방향바이어스)의 변화에 따라 공핍층 확장 및 축소

• 채널폭이 변화하게 되어 R_D를 통해 흐르는 전류 흐름 I_D 제어

𝐑𝐑

P P

n

D G

S

𝐕𝐕

+

−

+

𝐕𝐕

−

 JFET의 동작

2. JFET의 동작 특성(2)

• 게이트-소스 전압이 0일 때(V_GS = 0V ), 게이트-소스간 단락

• V_DD를 0V에서 점점 증가시키면 I_D가 비례적으로 증가 (V_DD가 증가되는 것처럼 V_DS 증가)

D

G

S

𝐑𝐑

𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐃𝐃}

𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐆𝐆} = 𝟎𝟎

+

𝐕𝐕_{𝐃𝐃𝐆𝐆}

𝐕𝐕

𝐈𝐈_𝐃𝐃

 JFET의 동작

2. JFET의 동작 특성(3)

Ohmio area

𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐆𝐆} = 𝟎𝟎

Constant-current area Breakdown

𝐕𝐕

𝐕𝐕

𝐈𝐈

𝐈𝐈

• 점 A와 B 구간 : 저항영역(ohmic region)

• 점 B에서 직선은 증가를 멈추고 I_D 값이 일정

• 점 C에 도달하면 항복현상(breakdown)

 핀치-오프전압

2. JFET의 동작 특성(4)

V

= 0V일 때

V

I

저항 영역 V_DS=증가 I_D=증가 일정 전류 영역 V_DS=V_P I_D=I_DSS

항복 영역 V_DS≫V_P I_D=∞

 V _GS 에 의한 I _D 제어

2. JFET의 동작 특성(5)

V

를 조절

V

가 음의 값으로 증가하면 I

감소

𝐕𝐕

+

− +

𝐕𝐕

= 𝟏𝟏𝐕𝐕 −

𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐆𝐆}= −𝟏𝟏𝐕𝐕

𝐕𝐕

𝐈𝐈

𝐈𝐈

𝐕𝐕_𝐩𝐩 = +𝟓𝟓𝐕𝐕

Pinch-off : 𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐆𝐆}= −𝟏𝟏𝐕𝐕

𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐆𝐆} = 𝟎𝟎

𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐆𝐆}= −𝟐𝟐𝐕𝐕 𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐆𝐆}= −𝟑𝟑𝐕𝐕 𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐆𝐆}= −𝟒𝟒𝐕𝐕

𝐕𝐕_{𝐆𝐆𝐆𝐆}= 𝐕𝐕𝐆𝐆𝐆𝐆(𝐨𝐨𝐨𝐨𝐨𝐨) = −𝟓𝟓𝐕𝐕

1. JFET의 이해

- BJT처럼 전류 흐름 제어 - 매우 높은 입력저항을 가짐

- 게이트와 소스 사이에 공급하는 전압에 의해 전류의 흐름 제어 - BJT와 같이 증폭기로 이용

2.JFET의 동작 특성

- 게이트-소스 접합에 역방향바이어스 : 전류의 흐름 제어

- V_GG (역방향바이어스)의 변화에 따라 공핍층이 확장 및 축소 - 채널폭이 변화하게 되어 R_D를 통해 흐르는 전류 흐름 I_D 제어

정리하기

다음시간에는…

에 대해 학습해 보겠습니다.

10주차. JFET 및 MOSFET 실험(1)

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