1、電子學實驗 陳瓊興編,實驗十三,實驗目的學習量測並描繪接面場效電晶體(JFET)的汲極特性曲線。學習建構接面場效電晶體(JFET)的偏壓電路並能分析它。,接面場效電晶體特性(JFET),電子學實驗 陳瓊興編,場效電晶體(FET),場效電晶體接面場效電晶體(JFET): N channel and P channelMOSFET: NMOS and PMOSCMOS(互補式MOS) IC 4XXX系列,電子學實驗 陳瓊興編,圖13-1 接面場效電晶體電,(a)N通道,(b)P通道,接面場效電晶體,電子學實驗 陳瓊興編,電子學實驗 陳瓊興編,(a) VGS=0V但VDS隨VDD改變,JFET之特性
2、與參數,電子學實驗 陳瓊興編,（b）汲極電流曲線,圖13-2N通道JFET的汲極電流曲線之形成,JFET之特性與參數,電子學實驗 陳瓊興編,JFET之特性與參數,當VDD從0開始增加時，ID會依比例而增加，如圖中的A點至B點之間。在這區間內，通道的電阻值是定值，因為空乏區的寬度在此時並沒有造成太大的影響。這一區段稱之為歐姆區，因為VDS和ID的關係符合了歐姆定律。在圖中由B點開始，曲線變為幾乎水平且ID基本上為一定值。由B點到C點間，VDS逐漸增加，但閘極與汲極間的逆向偏壓VGD所形成之空乏區大到足以抵消 VDS 之增加量而使ID維持定值。,電子學實驗 陳瓊興編,夾止(pinch-off),在
3、VGS=0時，ID由歐姆定律的線性關係轉變成常數時，其所對應的VDS值稱為夾止電壓(pinch-off voltage) VP 。對一個JFET來說，其VP為定值。如前所述，超過夾止電壓後，VDS雖持續增加，汲極電流ID仍維持定值。此汲極電流值是為IDSS(閘極短路情形下汲極至源極的電流)，且在JFET之規格表中均會標示出來。IDSS為特定的JFET之最大汲極電流值，與外接的線路無關，且均是在VGS=0的情況下所得到的。C點為崩潰點。當VDS值超過C點後，ID值會隨VDS的增加而快速地增加。因為崩潰會導致元件永久的損壞，故JFET的操作點必須低於崩潰點而且常在定電流區(圖中的B、C點之間)。,
4、電子學實驗 陳瓊興編,截止(cut-off),當ID約為0時，VGS之值被稱為截止電壓VGS(off)。JFET必須維持在VGS=0及VGS(off)之間才能正常工作。在閘-源極電壓範圍內， ID之值最大為IDSS，最小則幾乎為0。夾止與截止並不相同，但二者之間有相當關聯。VP是在VGS=0且汲極電流為定值的情況下所量測到的VDS值。然而，在VGS不為0時所對應之夾止電壓VDS會小於VP 。雖然VP為定值，但隨著VGS的改變，使ID維持定值之最小VDS值會因此改變。VGS(off)與VP必為值相等而符號相反的數值。一般JFET的規格表上會標示其中之一， VGS(off)或VP 。,電子學實驗
5、陳瓊興編,圖13-3 （a）N通道之JFET經偏壓情形,N通道JFET之偏壓,電子學實驗 陳瓊興編,圖13-3 （b）汲極特性曲線圖,汲極特性曲線,電子學實驗 陳瓊興編,圖13-4 P通道之JFET經偏壓後情形,P通道JFET之偏壓,電子學實驗 陳瓊興編,規格表提供之曲線圖,電子學實驗 陳瓊興編,圖13-5 JFET轉換特性曲線,JFET的轉換特性,JFET在VGS=0到VGS(Off)之間可以控制汲極電流。對N通道而言，VGS(off)為負值，對P通道而言， VGS(off)則為正。,JFET的轉換特性曲線實際上為一拋物線且可以下式表示之,電子學實驗 陳瓊興編,(a)N通道,(b)P通道,圖13-6 JFET自給偏壓,JFET自給偏壓,電子學實驗 陳瓊興編,圖13-7使用分壓器偏壓的N通道JFET,分壓器偏壓直流分析,電子學實驗 陳瓊興編,分壓器偏壓圖解分析,圖13-8 JFET以分壓器偏壓時的DC負載線,電子學實驗 陳瓊興編,圖13-19,實驗說明,電子學實驗 陳瓊興編,圖13-10(a) JFET分壓式偏壓電路,圖13-10 (b) JFET汲極特性曲線圖,
