본문내용
1. JFET의 구조 및 종류
1.1. n채널 JFET
n채널 JFET은 n형 반도체 물질로 제작된 채널 영역의 양쪽에 p형 반도체 물질을 확산시켜 만든 접합 전계효과 트랜지스터이다. n채널 JFET에서는 소스와 드레인 사이에 n형 채널이 형성되며, 게이트와 채널 사이에는 역방향으로 바이어스된 p-n 접합이 존재한다.
게이트에 음의 전압을 인가하면 채널과 게이트 사이에 공핍층이 형성되고, 이에 따라 채널 폭이 좁아지게 된다. 채널 폭이 좁아짐에 따라 채널의 저항이 증가하여 소스에서 드레인으로 흐르는 전류가 감소하게 된다. 이처럼 n채널 JFET은 게이트-소스 전압(VGS)에 의해 드레인 전류(ID)가 제어되는 전압제어형 소자이다.
n채널 JFET은 게이트-소스 접합이 역방향 바이어스되어 있어 게이트 전류가 매우 작다. 따라서 입력 임피던스가 매우 높으며, 이로 인해 낮은 부하 효과를 가진다. 또한 n채널 JFET은 바이폴라 트랜지스터에 비해 전력 증폭 효율이 높고, 전압 이득이 크며, 고주파 특성이 우수한 특징을 가진다.
1.2. p채널 JFET
p채널 JFET은 p형 반도체의 양쪽으로 2개의 n형 반도체를 확산시켜 게이트, 소스, 드레인 등의 3개 단자로 구성되어 있다. p채널 JFET의 경우 게이트와 소스 사이에 역방향 바이어스 전압이 인가되어 채널 내에 공핍층이 형성되며, 이에 따라 채널의 폭이 조절되어 드레인 전류가 제어된다. 즉, p채널 JFET은 게이트-소스 간 전압에 의해 드레인 전류를 제어하는 전압제어형 소자이다. 따라서 p채널 JFET은 n채널 JFET과 달리 게이트-소스 간 전압이 양의 값으로 증가할수록 채널 폭이 넓어져 드레인 전류가 증가하게 된다. 이러한 p채널 JFET의 특성은 n채널 JFET과 반대되는 특성을 보인다고 할 수 있다.
1.3. JFET과 바이폴라 트랜지스터의 차이
JFET과 바이폴라 트랜지스터의 가장 큰 차이는 동작 원리이다. JFET은 전압에 의해 동작하는 전압제어 소자이지만, 바이폴라 트랜지스터는 전류에 의해 동작하는 전류제어 소자이다.
JFET의 경우 게이트-소스 간 역방향 바이어스 전압에 의해 채널의 폭이 변화하여 드레인 전류가 제어된다. 따라서 JFET은 입력 임피던스가 매우 높아 게이트 전류가 거의 흐르지 않는다. 반면 바이폴라 트랜지스터는 베이스 전류에 의해 컬렉터 전류가 증폭되는 방식으로 동작한다. 따라서 바이폴라 트랜지스터는 입력 임피던스가 낮아 베이스 전류가 흐르게 된다.
또한 JFET은 게이트와 채널 사이에 역방향 바이어스가 항상 걸리는 구조이지만, 바이폴라 트랜지스터는 베이스-이미터 접합이 순방향 바이어스로 동작한다. 이에 따라 JFET은 전압 신호를 증폭하는 소자로 사용되며, 바이폴라 트랜지스터는 전류 신호를 증폭하는 소자로 사용된다.
JFET은 게이트 전압에 의해 드레인 전류가 제어되므로 전압 증폭에 유리하고, 바이폴라 트랜지스터는 베이스 전류에 의해 콜렉터 전류가 증폭되므로 전류 증폭에 유리하다. 이에 따라 JFET은 고입력 임피던스 회로, 증폭기, 스위치 등에 많이 사용되며, 바이폴라 트랜지스터는 전력 증폭기, 스위칭 회로...
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