Een Junction Field-Effect Transistor (JFET) Gebruiken als Laag-Vermogen Aan/Uit Schakelaar

Veld-effect transistoren zijn veelvoorkomend in vermogen-schakeltoepassingen. Dit artikel legt uit hoe een junction field-effect transistor (JFET) kan dienen als een efficiënte aan/uit schakelaar in een eenvoudige lampenschakeling.

Het geleidingspad van de JFET loopt tussen zijn source en drain terminalen. In het onderstaande schema zijn de JFET's source en drain verbonden met de twee uiteinden van de lamp, precies zoals een mechanische schakelaar bedraad zou zijn.

In tegenstelling tot een bipolaire transistor, zijn de source en drain van een JFET elektrisch ononderscheidbaar op het symbool. In de praktijk geleiden de meeste JFETs betrouwbaar in beide richtingen, zodat de twee terminalen zonder prestatieverlies kunnen worden omgewisseld.

JFET als Geopende Schakelaar

Zonder spanning tussen gate en source is het kanaal van de JFET volledig open en ontvangt de lamp de volle stroom. Om de lamp uit te schakelen, wordt een omgekeerde-bias DC-spanning tussen gate en source aangelegd:

JFET als Gesloten Schakelaar

Het aanleggen van voldoende omgekeerde bias breidt de gate-source depletierregio uit, 'knijpt' het kanaal af en forceert de JFET in afknipmodus. Deze actie schakelt de lamp uit.

De gate trekt praktisch geen stroom omdat het een omgekeerde-gebiaseerde PN-overgang is. Als spanning-gecontroleerd toestel vereist de JFET verwaarloosbare invoervermogen, wat een belangrijk voordeel is ten opzichte van bipolaire transistoren.

Echter, zodra de omgekeerde bias wordt verwijderd, kan de JFET uitgeschakeld blijven. De gate-source overgang heeft een kleine capaciteit die de omgekeerde-bias spanning kan behouden als opgeladen lading. Om de transistor toe te laten terug te keren naar de aan-toestand, wordt een afvlakweerstand tussen gate en source geplaatst:

De waarde van de weerstand is niet kritisch; zelfs een hoge-waarde weerstand biedt een snelle RC-ontlading die de opgeladen lading snel wist.

Elke spanningsbron die een paar volt DC kan leveren, is voldoende om de JFET te sturen. De vereiste spanning, bekend als de pinch-off of afknipspanning, varieert met elk JFET-ontwerp en is geen universele constante.

Belangrijke Punten

• JFETs controleren source-drain stroom via een spanning toegepast tussen gate en source.
• Ze zijn normaal aan; een omgekeerde-gebiaseerde gate breidt de depletierregio uit, knijpt het kanaal af.
• Een afvlakweerstand kan nodig zijn om de gate-source capaciteit te ontladen en de aan-toestand te herstellen na verwijdering van de besturingsspanning.

Gerelateerde Werkbladen

• Junction field-effect transistors (JFET) Werkblad