জংশন ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর
জংশন ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর হল ভোল্টেজ-নিয়ন্ত্রিত সেমিকন্ডাক্টর-ভিত্তিক ট্রানজিস্টর। এগুলি তিনটি টার্মিনাল সহ একমুখী ট্রানজিস্টর; ড্রেন, উৎস এবং গেট। JFET-এর PN জংশন থাকে না, তবে সেমিকন্ডাক্টর পদার্থের চ্যানেল দিয়ে গঠিত।
নির্মাণ ও শ্রেণীবিভাগ
JFET-এর সংখ্যাগরিষ্ঠ চার্জ বাহক প্রবাহের জন্য একটি বড় চ্যানেল রয়েছে। এই চ্যানেলটি সাবস্ট্রেট হিসাবে পরিচিত। সাবস্ট্রেট P-টাইপ বা N-টাইপ উপাদান হতে পারে। ওমিক পরিচিতি নামে পরিচিত দুটি বাহ্যিক পরিচিতি চ্যানেলের দুই প্রান্ত জুড়ে স্থাপন করা হয়। JFET গুলিকে তাদের নির্মাণে সাবস্ট্রেটের সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।
এন-চ্যানেল JFET ট্রানজিস্টর
চ্যানেলটি এন-টাইপ অপবিত্রতা উপাদান থেকে তৈরি, যখন গেটগুলি পি-টাইপ অপবিত্রতা উপাদান দিয়ে গঠিত। এন-টাইপ উপাদান মানে পেন্টাভ্যালেন্ট অমেধ্য ডোপ করা হয়েছে, এবং সংখ্যাগরিষ্ঠ চার্জ বাহক চ্যানেলে বিনামূল্যে ইলেকট্রন। N-Channel JFET-এর মৌলিক নির্মাণ এবং প্রতীকী উপস্থাপনা নীচে দেখানো হয়েছে:
পি-চ্যানেল JFET ট্রানজিস্টর
চ্যানেলটি পি-টাইপ অপবিত্রতা উপাদান দ্বারা গঠিত যখন গেটগুলি এন-টাইপ অপবিত্রতা উপাদান দ্বারা গঠিত। পি-চ্যানেল মানে চ্যানেলে ট্রাইভালেন্ট অমেধ্য ডোপ করা হয়েছে এবং বেশিরভাগ চার্জ বাহক গর্ত। P-Channel JFET এর মৌলিক নির্মাণ এবং প্রতীকী উপস্থাপনা নীচে দেখানো হয়েছে:
JFET-এর কাজ
JFETs প্রায়ই জলের পায়ের পাতার মোজাবিশেষ পাইপ সাদৃশ্য সঙ্গে বর্ণনা করা হয়. পাইপের মাধ্যমে পানির প্রবাহ জেএফইটি-এর চ্যানেলের মাধ্যমে ইলেকট্রনের প্রবাহের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ। পানির পাইপ চেপে পানি প্রবাহের পরিমাণ নির্ধারণ করে। একইভাবে, JFET-এর ক্ষেত্রে, গেট টার্মিনাল জুড়ে ভোল্টেজের প্রয়োগ উৎস থেকে ড্রেনে চার্জের চলাচলের জন্য চ্যানেলটিকে সংকীর্ণ বা প্রশস্ত করার সিদ্ধান্ত নেয়।
যখন গেট এবং উত্স জুড়ে বিপরীত পক্ষপাত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন চ্যানেলটি সরু হয়ে যায় এবং হ্রাস স্তর বৃদ্ধি পায়। অপারেশনের এই মোডটিকে পিঞ্চ-অফ মোড বলা হয়। এই ধরনের চ্যানেলের আচরণ নীচে উপস্থাপন করা হয়েছে:
JFET বৈশিষ্ট্য বক্ররেখা
জেএফইটি হ'ল অবক্ষয় মোড ডিভাইস, যার অর্থ হ'ল তারা হ্রাস স্তরগুলিকে প্রশস্ত বা সংকীর্ণ করার জন্য কাজ করে। সম্পূর্ণ অপারেশন মোড বিশ্লেষণ করার জন্য, একটি N-চ্যানেল JFET জুড়ে নিম্নলিখিত বায়াসিং ব্যবস্থা প্রয়োগ করা হয়।
JFET টার্মিনালে দুটি ভিন্ন বায়াসিং ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়। VDS ড্রেন এবং উৎসের মধ্যে প্রয়োগ করা হয় যখন VGS গেট এবং উৎসের মধ্যে প্রয়োগ করা হয় যেমন উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে।
JFET অপারেশনের চারটি ভিন্ন মোডে কাজ করবে, যা নীচে আলোচনা করা হয়েছে।
1: ওহমিক মোড
ওহমিক মোড হল একটি স্বাভাবিক অবস্থা যার টার্মিনাল জুড়ে কোনো বায়াসিং ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় না। অতএব, ওমিক মোডে VGS=0। অবক্ষয় স্তরটি খুব পাতলা হবে এবং জেএফইটি একটি ওমিক উপাদান যেমন একটি প্রতিরোধকের মতো কাজ করে।
2: পিঞ্চ-অফ মোড
কাট-অফ মোডে, গেট এবং উৎস জুড়ে যথেষ্ট বায়াসিং ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়। প্রয়োগ করা বিপরীত পক্ষপাত ভোল্টেজ হ্রাস অঞ্চলটিকে সর্বাধিক স্তরে প্রসারিত করে এবং তাই চ্যানেলটি একটি খোলা সুইচের মতো আচরণ করে যা কারেন্ট প্রবাহকে প্রতিরোধ করে।
3: স্যাচুরেশন মোড
গেট এবং উৎস পক্ষপাত ভোল্টেজ JFET এর চ্যানেল জুড়ে বর্তমান প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে। বায়াসিং ভোল্টেজের পরিবর্তনের সাথে কারেন্ট পরিবর্তিত হয়। এই মোডে ড্রেন এবং সোর্স বায়াস ভোল্টেজের নগণ্য প্রভাব রয়েছে।
4: ব্রেকডাউন মোড
ড্রেন এবং সোর্স বায়াস ভোল্টেজ এমন একটি স্তরে বৃদ্ধি পায় যা JFET-এর চ্যানেলে হ্রাস স্তরকে ভেঙে দেয়। এটি চ্যানেল জুড়ে সর্বাধিক বর্তমান প্রবাহের দিকে পরিচালিত করে।
JFETs পরামিতিগুলির জন্য গাণিতিক অভিব্যক্তি
স্যাচুরেশন মোডে, জেএফইটি কন্ডাকটর মোডে প্রবেশ করে যেখানে ভোল্টেজ বর্তমানের সাথে পরিবর্তিত হয়। অতএব, ড্রেন বর্তমান মূল্যায়ন করা যেতে পারে। ড্রেন কারেন্ট মূল্যায়নের জন্য অভিব্যক্তি দেওয়া হয়:
গেট ভোল্টেজ প্রয়োগের সাথে চ্যানেলটি প্রশস্ত বা সরু হয়। ড্রেন-সোর্স ভোল্টেজ প্রয়োগের ক্ষেত্রে চ্যানেলের প্রতিরোধকে এভাবে প্রকাশ করা হয়:
আরডিএস ট্রান্সকন্ডাক্টেন্স লাভের মাধ্যমেও গণনা করা যেতে পারে, গ্রাম:
JFET এর কনফিগারেশন
JFET গুলি ইনপুট ভোল্টেজের সাথে বিভিন্ন উপায়ে সংযুক্ত হতে পারে। এই কনফিগারেশনগুলি সাধারণ উত্স, সাধারণ গেট এবং সাধারণ ড্রেন কনফিগারেশন হিসাবে পরিচিত।
সাধারণ উৎস কনফিগারেশন
সাধারণ উৎস কনফিগারেশনে, JFET-এর উৎস গ্রাউন্ড করা হয় এবং ড্রেন থেকে আউটপুট নেওয়ার সময় ইনপুট গেট টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে। এই কনফিগারেশন উচ্চ ইনপুট প্রতিবন্ধকতা এবং ভোল্টেজ পরিবর্ধন ফাংশন অফার করে। এই এমপ্লিফায়ার মোড কনফিগারেশনটি সমস্ত JFET কনফিগারেশনের মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ। প্রাপ্ত আউটপুট ইনপুট সহ ফেজের বাইরে 180 ডিগ্রি।
সাধারণ গেট কনফিগারেশন
একটি সাধারণ গেট কনফিগারেশনে, ইনপুট উৎসের সাথে সংযুক্ত থাকার সময় গেটটি গ্রাউন্ড করা হয় এবং ড্রেন থেকে আউটপুট নেওয়া হয়। গেটটি মাটির সাথে সংযুক্ত থাকায় কনফিগারেশনে কম ইনপুট প্রতিবন্ধকতা রয়েছে কিন্তু আউটপুটে উচ্চ প্রতিবন্ধকতা রয়েছে। প্রাপ্ত আউটপুট ইনপুট সহ পর্যায়ক্রমে হয়:
সাধারণ ড্রেন কনফিগারেশন
একটি সাধারণ ড্রেনে, ইনপুট গেটের সাথে সংযুক্ত থাকে যখন আউটপুট উৎস টার্মিনাল থেকে সংযুক্ত থাকে। এই কনফিগারেশনটি সাধারণ গেট কনফিগারেশনের মতো কম ইনপুট প্রতিবন্ধকতা এবং উচ্চতর আউটপুট প্রতিবন্ধকতাও প্রদান করে, তবে ভোল্টেজ লাভ এখানে প্রায় একতা।
এই কনফিগারেশনটি সাধারণ উত্সের সাথেও মেলে যেখানে ইনপুটটি গেটের সাথে সংযুক্ত থাকে, তবে সাধারণ উত্স কনফিগারেশন একতার চেয়ে কম লাভ করে।
অ্যাপ্লিকেশন – JFETs পরিবর্ধক কনফিগারেশন
যখন গেট টার্মিনাল একটি ভোল্টেজ বিভাজক নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত থাকে তখন জেএফইটিগুলিকে ক্লাস-এ পরিবর্ধক হিসাবে কাজ করা যেতে পারে। উৎস টার্মিনাল জুড়ে একটি বাহ্যিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, যা বেশিরভাগই নীচের সার্কিটে VDD-এর এক-চতুর্থাংশ হিসাবে কনফিগার করা হয়।
উৎস ভোল্টেজ তাই প্রকাশ করা যেতে পারে:
এছাড়াও, উৎস ভোল্টেজ নীচের অভিব্যক্তির মাধ্যমে গণনা করা যেতে পারে:
নীচের মত উপরের কনফিগারেশন থেকে ড্রেন কারেন্ট গণনা করা যেতে পারে:
গেট ভোল্টেজ নিচে দেওয়া হিসাবে R1 এবং R2 প্রতিরোধকের মানের একটি ফাংশন হিসাবে প্রাপ্ত করা যেতে পারে।
উদাহরণ 1: গণনা করা ভি ডিডি
যদি ভি জিএস(বন্ধ) =-8V, I ডিএসএস নিচের কনফিগারেশনে JFET-এর জন্য =24mA, V গণনা করুন ডিডি চিত্রে দেখানো হয়েছে যখন আর ডি = 400।
থেকে
জেএফইটি স্থির বর্তমান অঞ্চলে কাজ করার জন্য উপরেরটি VDS-এর ন্যূনতম মান হবে, তাই:
এছাড়াও,
ড্রেন সার্কিটে KVL প্রয়োগ করে:
উদাহরণ 2: ড্রেন কারেন্টের মান নির্ধারণ করুন
নিচের JFET কনফিগারেশনের জন্য VGS=3V, VGS(Off)=-5V, IDSS=2mA হলে ড্রেন কারেন্টের মান নির্ধারণ করুন।
ড্রেন কারেন্টের অভিব্যক্তি হল:
উপসংহার
জংশন ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর হল তিনটি টার্মিনাল সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যা অপারেশনের বিভিন্ন মোডে অবক্ষয় অঞ্চলের আচরণের সাথে কাজ করে। তাদের পিএন জংশন নেই, তবে সেমিকন্ডাক্টর পদার্থের চ্যানেল দিয়ে তৈরি।