12.12 : خصائص JFET

تُظهر ترانزستورات تأثير مجال الوصلات (JFETs) خصائص تشغيلية محددة تعتمد على العلاقة بين تيار التصريف (i_d) وجهد مصدر التصريف (V_ds)، إلى جانب الفولتية المتغيرة لبوابة المصدر (Vg_s).

جوهر تشغيل JFET هو التحكم في تيار التصريف عن طريق تعديل جهد مصدر البوابة. عندما يتم ضبط جهد الصرف والبوابة على الصفر، لا يُظهر JFET أي تدفق تيار صافي، مما يمثل حالة من التوازن. يزداد تيار التصريف خطيًا مع اختلاف جهد تصريف المصدر، مما يحافظ على جهد البوابة صفرًا. تحدد هذه العلاقة الخطية منطقة أومية، حيث يتصرف JFET كمقاوم يتم التحكم فيه بالجهد ويمكن أن يعمل كمفتاح إلكتروني، يعدل تدفق التيار استجابة للتغيرات في الجهد.

ومع ذلك، مع زيادة جهد مصدر التصريف، ينتقل JFET إلى منطقة التشبع أو منطقة الضغط. يحدث هذا عندما تتوسع طبقات النضوب التي تتكون من الصمام الثنائي p-n لبوابة الصرف المنحاز عكسيًا لتلتقي ببعضها البعض، مما يؤدي بشكل فعال إلى إيقاف تدفق التيار عبر القناة. بعد هذه النقطة، يصل تيار التصريف إلى مستوى التشبع ويظل ثابتًا تقريبًا بغض النظر عن الزيادات الإضافية في جهد مصدر التصريف. تعتبر هذه الخاصية ضرورية للتطبيقات التي يتم فيها استخدام JFETs كمكبرات صوت، مما يوفر تيار إخراج ثابتًا لإشارات الإدخال المختلفة.

إذا تجاوز جهد مصدر التصريف حدًا معينًا، فيمكن أن يدخل JFET إلى منطقة الانهيار، حيث يزيد تيار التصريف بسرعة ويمكن أن يؤدي إلى فشل الجهاز بسبب التدفق الزائد للتيار. يسلط هذا السلوك الضوء على أهمية التشغيل ضمن حدود الجهد المحددة لضمان موثوقية وسلامة الدوائر المعتمدة على JFET. إن فهم هذه الخصائص يسمح بالتطبيق الفعال لـ JFETs في التكوينات الإلكترونية المختلفة، بدءًا من التبديل إلى التضخيم.