مميزات الخواص للترانزستور الحقلي JFET

مميزات الخواص للترانزستور الحقلي JFET

يبين الشكل البياني التالي كيفية عمل ترانزستور حقلي JFET قنال (n) . وفي الشكل يتم توضيح تأثير الجهد بين البوابة والمنبع (VGS) والجهد بين المصرف والمنبع (VDS) علي تيار المصرف (ID) . الشكل البياني الذي يبين تأثير (VGS)و (VDS) علي (ID) في ترانزستور JFET قنال (p) يشبه الشكل المبين هنا والفارق بينهما هو أن (ID) في ترانزستور قنال (p) يتناقص بزيادة إيجابية الجهد (VGS) . وبكلام أخر , VGS يكون جهد سالب .

عندما يكون جهد البوابة يساوي جهد المنبع فإن :

VGS = VG - VS = 0

يمر تيار أعظمي عبر الترانزستور الحقلي ويسمي هذا التيار باسم تيار المصرف الموافق لاستقطاب صفري (drain-current for zero bias) , ويرمز لهذا التيار بالرمز IDSS .(IDSS) ثابت في الترانزستور ويختلف من ترانزستور لأخر .

لاحظ الأن كيف يتأثر التيار ID بالجهد بين المصرف والمنبع (VDS) .

VDS = VD – VS

عندما يكون VDS صغيرا يكون تغيرات ID تقريبا خطية بالنسبة لتغيرات VDS ( أنظر إلي أحد المنحنيات الموافق لقيمة ثابتة للجهد VGS ) . تسمي المنطقة من المميزات التي تتحقق فيها علاقة خطية بين (ID) و (VDS) باسم المنطقة الأومية (ohmic-region) , أو المنطقة الخطية (linear-region) . في هذه المنطقة يكون سلوك الترانزستور الحقلي مثل سلوك مقاومة متحكم بها جهديا (voltage-controlled resistor) .

أنظر الشكل البياني وبالتحديد إلي المنطقة من الشكل التي تكون فيها منحنيات التيار مسطحة (موازية تقريبا للمحور VDS ) ولا يتأثر بتغييرات VDS ( طبعا عند قيمة محددة وثابتة لــــ VGS ) وعليك الإنتقال إلي الأعلي والأسفل بين المنحنيات كي تتأكد من ذلك . مثلا من أجل (VGS = -2V) لاحظ أن ID يبقي ثابتا تقريبا عند جهود VDS تقع بين (7V) و (15V) .

هناك قيمة لـــ (VGS) تنقل الترانزستور الحقلي إلي القطع وتسمي هذه القيمة جهد القطع (cutoff-voltage) وتسمي أحيانا باسم جهد الانقباض (pinch-off-voltage) ويرمز لها بالرمز (VF) أو بالرمز (VGS,off) .

بمتابعة تحليل الشكل البياني تلاحظ أنه بزيادة VGS تصل نقطة يزداد عندها تيار المصرف (ID) كثيرا جدا , وعند هذه النقطة لــــ VDS يفقد الترانزستور الحقلي القدرة علي مقاومة مرور التيار وذلك لأن الجهد المطبق بين المصرف والمنبع يكون عاليا جدا , وفي لغة الترانزستورات الحقلية يمي هذا الجهد باسم جهد الإنهيار بين المنبع والمصرف (drain-source breakdown) ويعتبر عن هذا الجهد بالرمز (BVDS) .

تتراوح قيم IDSS في ترانزستور JFET نموذجي بين (1mA) و (1A) . أما قيم VGS,OFF فتتراوح بين (-0.5V) و (-10V) في ترانزستور قنال (n) وبين (+0.5V) و (+10V) في ترانزستور قنال (p) , في حين تتراوح قيم BVDS بين (6) و (50) فولت .

للترانزستورات الحقلية – كما هي الحال في الترانزستورات ثنائية القطبية – مقاومة داخلية (internal resistance) وهذه المقاومة هي في الواقع مقاومة القنال وتتغير هذه المقاومة بتغير التيار (ID) وبتغير درجة الحرارة . يسمي مقلوب هذه المقاومة باسم الناقلية التبادلية (trance conductance (gm) . تصل قيمة الناقلية التبادلية لترانزستورات الحقلية إلي بضعة ألاف الـــ (1- Ω ) والـــ (1- Ω) هو (Ω/1) أو مو أو سيمتر ℧ .

هناك بارامتر أخر للترانزستور الحقلي وهو مقاومة الترانزستور عندما يكون في حالة عمل (on) ويسمي هذا البارامتر (on-Resistance) ويرمز له بالرمز (RDS,on)وتمثل (RDS,on)المقاومة الداخلية للترانزستور عندما يكون في حالة تمرير كامل , أي عندما يكون (VGS = 0) . تتراوح قيم (RDS,on) للترانزستورات الحقلية بين (10) و (1000 Ω)وتعطي قيمة هذه المقاومة في جداول العنصر .

semiconductor-illustrated_Page_38_09

الشكل : مميزات خرج ترانزستور FET قتال (n) .

تعاريف وقوانين مفيدة

المنطقة الأومية : عندما يبدأ الترانزستور الحقلي بمقاومة مرور التيار , فإنه يعمل كمقاومة متغيرة .

منطقة الإشباع : هي المنطقة التي يتعلق فيها المصرف بالجهد (VGS) ولا يتأثر تقريبا بتغيرات (VDS) .

جهد القطع : هو قيمة معينة لجهد البوابة يتوقف عندها تيار المصرف عن المرور ويصبح مساويا للصفر ويكون الترانزستور كدارة مفتوحة وعند هذه القيمة لجهد البوابة تكون مقاومة القتال أعظمية .

جهد الانهيار : هو الجهد الذي إذا طبق بين المنبع والمصرف في ترانزستور حقلي , فإن تيار المصرف يزداد كثيرا ويمكن أن يؤدي إلي تخريب الترانزستور .

تيار المصرف الموافق لاستقطاب صفري : يرمز لهذا التيار بالرمز (IDSS) وهو التيار الذي يمر بين المنبع والمصرف عندما يكون فرق الجهد بين البوابة والمنبع يساوي الصفر أو عندما تكون البوابة موصولة مع المنبع VGS = 0 .

الناقلية التبادلية : تعبر الناقلية التبادلية عن معدل تغير تيار المصرف عند تغيير جهد البوابة – المنبع أو هو نسبة تغير تيار المصرف إلي تغير جهد البوابة –المنبع عند قيمة ثابتة لــــ VDS وهو مماثل للناقلية التبادلية (1/rtr)للترانزستور ثنائي القطبية .

semiconductor-illustrated_Page_39_07

semiconductor-illustrated_Page_40_03

الشكل : رموز ومميزات خرج الترانزستورات الحقلية

وفيما يلي نلخص علاقات البارامترات الهامة للترانزستورات الحلقية :

علاقة تيار المصرف في المنطقة الأومية :

semiconductor-illustrated_Page_40_12

في ترانزستور JFET قنال (n) تكون VGS,off سالبة وفي ترانزستور قنال (p) تكون موجبة .

معادلة التيار ID في المنطقة الفعالة :

semiconductor-illustrated_Page_41_03

VGS,off و IDSS هي ثوابت للترانزستور ويمكن الحصول علي قيمها من نشرات معطيات الترانزستور .

مقاومة المنبع –المصرف RDS :

مقاومة المنبع – المصرف لترانزستور حقلي في حالة (on) :

RDS,on = constant

الجهد بين المنبع والمصرف VDS :

VDS = VD - VS

الناقلية التبادلية للترانزستور الحقلي :

المقاومة التبادلية إذا كانت البوابة مقصورة :

بعض القيم النموذجية لبارامترات الترانزستورات الحقلية :

IDSS : 1mA → 1A

VGS,off : (-0.5V) → (-10V) ; (n) لترانزستور قنال

(+0.5V) → (+10V); (p) لترانزستور قنال

RDS,on : 10Ω → 1000Ω

BVDS : (6V) → 50V

Gm at 1mA : 500 → 3000 µmho

تعليقات

إرسال تعليق

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

الشاشة الإفتتاحية لإكسل

صورة
الشاشة الإفتتاحية لإكسل : المكونات الرئيسية لنافذة برنامج الأكسل § الأعمدة : كل عمود يرمز له بحرف من (IV-A) = 256 عمود وتشتمل الشاشة الواحدة علي (^) عمود ما لم تتغير مساحة الأعمدة من حجم النافذة . § السطور ( الصفوف ) تأخذ أرقاما متسلسلة من ( 1 – 55366( § الخلية تطلق علي نقطة تقاطع العمود مع السطر علي صفحة البيانات ولكل خلية عنوان مميز يتكون من إسم العمود ورقم السطر المتقاطعين (A1) . عدد الخلايا < 4 مليون خلية = ( 256 X 65536 ) § الخلية النشطة هي الخلية التي يحيط بها برواز يسمي ( مؤشر الخلية ) ويظهر عنوانها دائما في شريط المعادلة وهي الخلية التي تستقبل المخلات من لوحة المفاتيح . ويمكن إتساع الخلية من شريط الافقي وذلك بتحريك عن طريق الماوس باستمرار الضغط عليه وتركه حسب المساحة المطلوبة . § شريط العنوان يشتمل علي إسم المستند (BOOK1) ( اسم البرنامج + اسم المستند + أزرار التحكم ) § شريط أدوات التنسيق قضيب يشتمل علي أدوات تستخدم لتنفيذ عمليات توفر وقتك ويمكن من خلاله اختيار نوع الخط وحجمها – تنسيق فقرة الكتابة – الضبط الكلي لفقرة الكتابة – تغيير لون الخ
قراءة المزيد

أوامر الجافا سكريبت JavaScript

صورة
أوامر الجافا سكريبت :- الجافا سكريبت لغة تعتمد علي الكائنات البرمجية , وهو الشئ الذي يمنحها قوة في الإستخدام , لكن أين نكتب أوامر الجافا سكريبت :- 1- في منطقة الرأس ( Head) الخاصة بكود HTMl 2- في منطقة الجسم ( Body) الخاصة بكود HTML ولا قيود علي مبرمج الجافا أن يضع أوامر الجافا سكريبت في منطقة الرأس أو الجسم , لكن راعي أن أوامر الإخراج – وهي الأوامر التي من اختصاصها أن تظهر ناتج الكود البرمجي علي المتصفح – لابد وأن تكتب في منطقة الجسم (Body) أو في المكان الذي تريده أن يظهر فيه ناتج السكريبت , أما عند كتابة أمر الإخراج في منطقة الرأس (Head) فإنه يعمل علي كتابة ناتج هذا الأمر قبل البدء في أي أوامر تختص بمنطقة الجسم ( Body) . هناك ميزة أخري في الجافا سكريبت وهو أنه يمكنك كتابة كود الجافا سكريبت في ملف خارجي (كما هو الحال في CSS ) , ويكون امتداد ذلك الملف (* .Js) ,   وتكون صيغةالربط بينصفحتك وملف الجافا كالآتي :- > Script Language = " javascript" src = " موقع الملف علي الشبكة أو علي الجهاز "> > /Script> ملاحظات علي كتابة الأوامر في ا
قراءة المزيد

مسائل علي الترانزستورات MOSFET

صورة
مسائل مسألة 1 ترانزستور MOSFET من النوع المقلل (depletion) له المعطيات التالية : IDSS = 10mA; VGS,of = -4V أوجد قيم I D R DS , g m , عندما تكون V G = -2V و V G = +2V . أفرض أن الترانزستور يعمل في المنطقة الفعالة . الحل :   مسألة (2) : ترانزستور MOSFET من النوع المعزز له البارامترات التالية : V GS,th = +2v; وعند V GS يساوي (+4V) كان ID = 12mA أوجد R DS , gm, k بفرض أن الترانزستور يعمل في المنطقة الفعالة . الحل : من أجل حساب k استخدم معادلة تيار المصرف في المنطقة الفعالة : I D = k (V GS – V GS,th )2 ومن هذه المعادلة تحصل علي : ومن أجل إيجاد g m , استخدم العلاقة التالية : وعندها يمكن حساب المقاومة R DS من العلاقة : R DS = (1/gm) = 83Ω مسألة (3) : في دارة الشكل يوجد ترانزستور MOSFET قنال (n) من النوع المعزز له V GS,off = -4V , I DSS = 10mA . المقاومة R D = 1kΩ وجهد التغذية المستمر V DD = +20V . أوجد الربح (V out / V in ) . يمكن باستخدام قوانين كيرشوف وأوم الحصول علي المعادلات التالية : V DD = V DS + I DRD V DD = V D
قراءة المزيد