1. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Chapter 13. JFETS
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2. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
13-1. Basic Ideas
Bipolar Transistor : Tr
Unipolar Transistor : FET
FET
- JFET (Junction Gate Field Effect Transistor)
: 제어 단자인 gate를 pn 접합에 의해 형성한
접합 게이트 전계효과 트랜지스터
- MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
: Gate를 반도체 산화물에 의해 절연시켜, 그 위에 금속에
전압을 인가하여 전류를 제어하는 MOS 구조의 FET
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3. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
P형의 gate를 source에 대하여 역bias
고입력 저항
전압이득은 Bipolar Tr 보다 매우 적다
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4. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
13-2. Drain Curves
active region
(current source region)
breakdown region
IDSS
saturation
VGS(off) = -4
ohmic region
cut-off region
Cut-off Voltage : pinchoff voltage
VGS(off) → 드레인 전류차단 ( )
IDSS : VGS = 0 (Gate source 를 단락 의미) 일때의
drain과 source 사이에 흐르는 최대 드레인 전류
VGS(off) = 포화 영역에서의 최대 VDS : VGS(off) = -VP
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5. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
13-3. The Transconductance Curve
( 상호 컨덕턴스 곡선 )
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6. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
13-4. Biasing in the ohmic region
① Current - source model - +
VGS
RGS
KIDSS
VDS + -
② ohmic model - +
VGS
RGS
RDS
VDS + -
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7. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Gate Bias
- Suitable for the ohmic region biasing
- but not suitable for active region biasing
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8. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Ex 13-5 )
ohmic region
(hard saturation)
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9. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
13-5. Biasing in the Active Region
VDB VD VG
VGS + VS -
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10. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
IDSS
→ drain current는 거의 일정
IDSS
* DC Load Line
* Q점의 VDS 는 ohmic region ( )
보다 크고, VDD (cut-off) 보다 작아야
Active region (current region) 에서
동작한다 *
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11. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Two-Supply Source Bias +
VGS - + -
drain current is almost constant
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12. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Current-source bias
(Drain 공급 전압이 크지 않을 때 사용)
IC = ID
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13. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Self-bias
ID (大) → ID·RS (大) → VRS 증대
따라서 gate-source 간의 역전압이
증가하여 channel 축이 좁아져, 그 결과
→ ID (小) 감소
* 역도 성립 + +
gate와 source 사이의 역전압을 만들기
VGS - +
위한 source 저항 : RS 양단의 전압강하 - -
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14. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
기울기 : 이 부하선
self-bias line
이때의
→ 이와 같은 Selecting RS * or
(이때 )
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15. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
13-6. Transconductance
( mho, Siemens )
: transconductance curve의 기울기 (slope)
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16. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
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17. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
13-7. JFET Amplifiers
CS Amp. +
VGS -
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18. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
위상 반전
* No distortion : small signal
(보통 Q점의 drain 전류의 에
해당하는 입력신호가 적당)
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19. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Source follower
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20. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
13-8. JFET Analog switch
Switch
Shunt type
① FET → off :
② FET → on :
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21. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Series type
① FET → off :
② FET → on :
* on, off ratio =
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22. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Chopper
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23. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
13-9. Other JFET Applications
MUX (multiplexing)
Chopper Amp. (page Fig )
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24. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Buffer Amp.
LNA (Low-Noise-Amplifier)
JFET → Low noise device
→ VHF / VHF amp., mixer, oscillators
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25. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Voltage-Controlled Resistance
(for VGS = 0)
(小)
(小)
(中)
(大)
(大)
(中)
(小)
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26. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Automatic Gain Control (AGC)
* Vout (大) → -Vgs (大) → rds (大) → 출력 (小)
(more negative)
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27. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Other AGC EX
① 출력 Vout → 大 → VGS 가 more negative → gm
(小)
② 출력 Vout → 小 → VGS 가 less negative → gm
(大) ③
* 출력 (大) → VAGC (大)
→ 출력 (小) 출력 gm
Amp
(more negative)
* 출력 (小) → VAGC (小)
negative feedback
→ 출력 (大)
detection
(less negative)
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28. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Cacode Amp.
CS Amp 가 CG Amp 구동
CS Amp 의 Gain A1 RD
CG Amp
· · · ①
CG Amp 의 input impedance
· · · ②
CS Amp
CS Amp 의 drain 저항은
CG Amp 의 input Imp.
와 같다고 볼 수 있으므로
①, ② 에서
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29. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
CG Amp 의 전압이득 A2 는
이므로
전체 전압이득
Current Sourcing
( 일정한 전류 Constant current 가 요구되는 load 가 있다면) ①
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30. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)②
VGS 변화를 시킴
(즉 Load에 일정하게 흐르는 전류 크기를 조절 할 수 있음)
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31. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
Current limiting or
* 부하 shorted → JFET 의 IDSS 만큼 10mA 로 제한
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32. Mobile Communication Lab. (http://mobile pknu.ac.kr)
* ohmic region 에서 동작토록 설계
부하가 short 되더라도
IDSS 이상의 전류가 못흐른다
( 전류제한 )
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