场效电晶体.DOC

第八章 場效電晶體之特性 一、1. 電晶體 (1)雙極性包含電洞和電子，所以稱為雙極性電晶體。(2)單極性電流只由多數載子所決定，P通道電洞，N通道電子，所以稱為單極性電晶體。場效電晶體（FETField Effect Transistor） 〝場效電場效〈Ex〉MOSFET是以何種效應控制汲源極間電流： (A)磁場 (B)電場 (C)光電 (D)電流 (E)崩潰效應 。〈〉(B) 3.(1)電流控制：是以輸入電iB來控制輸電i C的大小，所以電晶體是電流控制的元件。 (2)電壓控制：場效電晶體利用輸入電壓閘源極電壓V g s控制空乏區大小(控制通道大小(控制汲極電流( i D )，所以場效電晶體是電壓控制的元件。場效電晶體分類：(1)JFET：本身有通道只有空乏型一種。(2)MOSFET：又可分空乏型(depletion type)與增強型enhancement type）兩種。 三、FET的優、缺點：優點：(1)高輸入阻抗輸入採逆向偏壓Rin ∞大100 MΩ↑） 半導體元件輸入阻抗，排行： (2)FET易製，在IC所佔體積少。包裝密度高LSI皆使用之。(3)二支腳（源極(S)、汲極(D)）濃度、大小相同，可以對調。可當雙向開關。(4)雜訊適合在低準位放大器的輸入級使用常用高傳真的調頻收音機。(5)無熱跑脫現象熱穩定佳因為輸出電流的溫度係數為負BJT：T ↑( I c ↑(T ↑↑…終會不穩定。FET：T ↑( I d s ↓( T ↓ (6)利用將電荷貯存在內部小電容上的方法，可視為具有記憶裝置。(7)沒有抵補電壓(offset voltage)當輸入電壓為零時輸出電流也為零，是極優秀的訊號截波器(chopper)(8)消耗功率小。缺點：(1)速慢。NPN＞PNP＞FET（N通道）＞FET（P通道） (2)頻帶寬度與增益的乘積，用手搬移時容易受到損壞。構造與特性1.構造 2.符號：汲極和源極之間的垂直線代表通道。箭頭p→n） (1) n-通道JFET的符號 (1) p-通道JFET的符號 3.特性JFET之偏壓必須使閘極和源極之間逆向偏壓逆向偏壓閘極電流。（Triode Region） ID同時受到三極（S、D、GVGS、VD→故稱三極（體）區 （1）固定VGS電壓，觀察VDS變化 VGS＝0V，VDS由1V→增加變化 （A）n-channel（n通(頻；隧)道），VDS＝＋1V （B）VDS＝＋2V （C）VDS＝＋3V （D）VDS＝＋4V 夾止：（i）VDG＝－ Vp → VDS－VGVp →VDS＝ VGS － VP VDS＝－＋ VDS＝－ （ii）汲極（D）恰夾止 （iii）ID＝I D S S（汲極到源極，在閘極短路時的飽和電流） VGS＝－2V，VDS由0V→增加變化 （A）VDS＝0V （B）VDS＝＋1V （C）VDS＝＋2V 夾止區＝飽和區＝定電流區 五、 1. 三極體區（歐姆區）： ID－VD特性VDS＝VS－VP） Id＝IDSSd ＝VDS 很小 時，此拋物線→接近直線 Id ＝dS ＝＝. 邊界(恰好夾止時)： VD＝VP VDS－VGS＝VP VDS＝VS－VP （VDS＝－＋ VDS＝－） 代入方程式： Id ＝Id ＝Id ＝Id ＝d ＝ ☆ Id ＝〈Ex1〉 若IDSS為JFET之飽和汲極電流，VP為閘源極夾止電壓，則ID與VGS之關係為何？ (A) ID =IDSS (B) ID =IDSS (C) ID =IDSS (D) ID =IDSS 〈Ans〉( D ) 〈Ex〉 一JFET，若VP =－4V，IDSS =mA，求JFETVGS 下的ID值：(A) VGS＝0V (B) VGS＝－1.2V (C) VGS＝-2V 〈解ID =IDSS。 〈Ans〉(A) 12mA (B) 5.88mA (C) 3mA 六、JFET偏壓電路 電路 計算式 共源極（C.S） 固定偏壓 （電路穩定度最差） VG＝－VGG，VS＝0 VGS＝VG－VS＝－VGG－0＝－VGG ID＝IDSSVDD＝ID×RD＋VDS VG＝0，VS＝IS×RS VGS＝VG－VS≒0－IS×RS（IS＝ID＋IG≒ID）＝－IDRS ID＝IDSSVDD＝ID×RD＋VDS＋SRS＝VDS＋RD＋RS）ID （刪除大於IDSS之解及VGS增根） 共源極（C.S） 分壓式偏壓 （電路穩定度最佳） VG＝VDD×，VS＝IS×RS＝IDRS VGS＝VG－VS ID＝IDSSVDD＝IDRD＋VDS＋SRS＝VDS＋RD＋RS）I