23. 전달 특성곡선, 규격서, 계측, BJT와 JFET와의 관계

23. 전달 특성곡선, 규격서, 계측, BJT와 JFET와의 관계

-전달 특성곡선

전달 특성곡선은 입력전압 \(V_{GS}\)와 출력전류 \(I_{D}\)의 관계를 나타내는 곡선이다. 전달특성곡선을 얻는 방법중 하나는 Shockley 방정식(\(\displaystyle I_{D}=I_{DSS}\left(1-\frac{V_{GS}}{V_{p}}\right)^{2}\))을 이용하는 것이고, 다른 하나는 출력특성곡선(아래그림)을 이용하는 것이다.

 

Shockley 방정식 \(\displaystyle I_{D}=I_{DSS}\left(1-\frac{V_{GS}}{V_{p}}\right)^{2}\)로부터 \(V_{GS}=0\text{V}\)일 때, \(I_{D}=I_{DSS}|_{V_{GS}=0\text{V}}\), \(V_{GS}=V_{p}\)일 때, \(I_{D}=0\text{A}|_{V_{GS}=V_{p}}\)이며 \(\displaystyle\frac{I_{D}}{I_{DSS}}=\left(1-\frac{V_{GS}}{V_{p}}\right)^{2}\)이므로 \(\displaystyle V_{GS}=V_{p}\left(1-\sqrt{\frac{I_{D}}{I_{DSS}}}\right)\)이다.

-JFET의 규격서 및 동작영역

위 규격표는 페어차일드 사(社)에서 제작한 2N5457 n채널 JFET의 규격표로 최대정격(항복이 일어나기 전의 최대 역방향 전압) \(V_{GS}\)는 \(-25\text{V}\)이고, \(\displaystyle g_{m}=g_{fs}=y_{fs}=\frac{\Delta I_{D}}{\Delta V_{GS}}\)는 공통소스 순방향 트랜스 컨덕턴스의 값이며, 전력은 \(P_{D}=V_{DS}I_{D}\)이다. 값이 정해져 있으면 그대로 사용하고 범위로 나타날 때는 최댓값 \(M\)과 최솟값 \(m\)의 기하평균 \(\sqrt{Mm}\)으로 사용한다.

위 곡선에서 색칠된 부분은 JFET가 동작을 하는 영역이고, 점선은 핀치오프 궤적이다. 

-계측

위 그림은 커브 트레이서 상의 드레인의 특성곡선을 나타낸 것으로, 이 커브 트레이서를 이용하여 \(I_{DSS},\,V_{p},\,g_{m}\)의 값을 측정한다.

-BJT와 JFET와의 관계:

참고자료:

Electronic Devices and Circuit Theory 11th edition, Boylestad, Nashelsky, Pearson