Junction Field Effect Transistor(결과) - 실험물리학II A+ 레포트

목차

1. 실험 결과
(1) JFET의 특성곡선과 전달특성곡선
(2) JFET의 VGS-VDS 특성
(3) 자기 바이어스(Self-bias)와 Q점

2. 분석
(1) JFET의 특성곡선과 전달특성곡선
① 그래프 1 분석
(2) JFET의 VGS-VDS 특성
① 그래프 2 분석
(3) 자기 바이어스(Self-bias)와 Q점
② 표 6 분석
③ 표 7 분석

3. 토의
(1) JFET의 활용
① 스마트 하우스

4. 참고 문헌

본문내용

(1) JFET의 특성곡선과 전달특성곡선
① 그래프 1 분석
사진 1의 회로를 구성하고 표 1부터 표 4까지의 실험 측정값들을 그래프로 나타내면 그래프 1과 같다. VDS에 따른 ID 그래프는 JFET 특성곡선의 형태를 잘 나타내고 있으며 VGS값이 0V일 때 곡선이 가장 위쪽에 그려지는 것을 확인할 수 있다. 이는 VGS가 역방향 바이어스를 나타내므로 VGS가 클수록 JFET 내의 공핍층이 증가하면서 ID가 감소한 것이다. 이때, VGS=0V의 곡선이 활성영역에 도달하였을 때 ID 값은 거의 일정한데, 이때 ID는 IDSS라고도 한다.
VGS값에 따른 ID의 그래프를 나타내면 JFET 전달특성곡선을 확인할 수 있다. 사진 1의 회로에서 게이트 전류는 거의 0이므로 VGG ≈ VGS이고 VGS도 음의 값을 가진다. VGS의 절댓값이 클수록 ID는 감소하므로 관계식 I_D≅I_DSS (1-V_GS/V_GS(OFF) )^2에 따라 곡선이 그려진다.
실험적으로 얻은 VGS(OFF) 값은 -3.8V, 이때 IDSS는 8.533mA이므로 VGS를 x, ID를 y로 하는 곡선은 다음과 같이 나타난다.

(2) JFET의 VGS-VDS 특성
① 그래프 2 분석
VDS=2V가 되도록 한 VDD=4.8V였다. 그래프 2에서 VGS는 계속 증가하다가 VDS는 VGG=8V에 이르렀을 때 변화의 폭이 줄었다. 즉, VGG=8V부터 포화 영역에 들어섰고 그 이전에는 VDS와 VGS가 선형적인 관계를 가짐을 확인할 수 있다. 포화 영역에 들어서면 ID=0, VDS = VDD = constant가 된다. 따라서 VGS = VGS(OFF)가 된다.

(3) 자기 바이어스(Self-bias)와 Q점
① 표 6 분석
VGS와 ID는 하나의 순서쌍처럼 되어 전달특성곡선 그래프에 표시될 수 있다. 이론으로 구한 저항값들은 실제 실험할 때 가변 저항으로 값을 맞췄기 때문에 실제 실험값에서 오차가 있었다.

참고자료

· 서강대학교 실험물리학 ΙI 매뉴얼, Exp#06. Junction Field Effect Transistor (JFET)
· Chenming Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits, 1st edition, Pearson, 2009, p230~294.
· Wikipedia, Junction field-effect transistor: https://en.wikipedia.org/wiki/JFET