Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 2 Transistorn del 2

Relevanta dokument
Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 1 Transistorn del 1

Föreläsning 8. MOS transistorn. IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/EKT HT09/BM

Föreläsning 8. MOS transistorn Förstärkare med MOS transistorn Exempel, enkel förstärkare med MOS. IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/EKT VT11/BM

Föreläsning 11 Fälteffekttransistor II

Föreläsning 9 Transistorn och OP-förstärkaren

nmosfet och analoga kretsar

Elektronik 2017 EITA35

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 3 Transistorförstärkare

Grindar och transistorer

Laboration 6. A/D- och D/A-omvandling. Lunds universitet / Fakultet / Institution / Enhet / Dokument / Datum

Introduktion till halvledarteknik

Rättade inlämningsuppgifter hämtas på Kents kontor Föreläsning 4 Må , Kent Palmkvist To ,

FÖRELÄSNING 3. Förstärkaren. Arbetspunkten. Olika lastresistanser. Småsignalsschemat. Föreläsning 3

Halvledare. Transistorer, Förstärkare

( y) ( L) Beräkning av ström nmos: Lång kanal (L g >1µm) di dy. Oxid U GS U DS. Kanal. 0<U cs (y)<u DS. Lös med:

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Umeå universitet. Agneta Bränberg TRANSISTORTEKNIK. Laboration.

Laboration N o 1 TRANSISTORER

Olika sätt att bygga förstärkare. Differentialförstärkaren (översikt) Strömspegeln. Till sist: Operationsförstärkaren

Elektronik. MOS-transistorn. Översikt. Då och nu. MOS-teknologi. Lite historik nmosfet Arbetsområden pmosfet CMOS-inverterare NOR- och NAND-grindar

Introduktion till halvledarteknik

12. Kort om modern halvledarteknologi

12. Kort om modern halvledarteknologi

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

Lösningar Tenta

UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Bo Tannfors Transistorswitchen. Laboration E25 ELEKTRO

SM Serien Strömförsörjning. Transistorn

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 4 Operationsförstärkare

Vad är elektricitet?

Föreläsning 13 Fälteffekttransistor III

12. Kort om modern halvledarteknologi

Formelsamling för komponentfysik. eller I = G U = σ A U L Småsignalresistans: R = du di. där: σ = 1 ρ ; = N D + p n 0

Vad är elektricitet?

Digital IC konstruktion

1.2 Två resistorer är märkta 220 ohm 0,5 W respektive 330 ohm 0,25 W. vilken är den största spänning som kan anslutas till:

Formelsamling för komponentfysik

MOSFET:ens in- och utimpedanser. Småsignalsmodeller. Spänning- och strömstyrning. Stora signaler. MOSFET:ens högfrekvensegenskaper

Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 11 januari 2013

Förstärkarens högfrekvensegenskaper. Återkoppling och stabilitet. Återkoppling och förstärkning/bandbredd. Operationsförstärkare.

Elektronik. Lars-Erik Cederlöf

Praktisk beräkning av SPICE-parametrar för halvledare

Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 5 april 2013

Digital IC konstruktion

Pla$kondensator - Fälteffekt

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-6)

Nanoelektronik. FAFA10 Kvantfenomen och nanostrukturer HT Martin Magnusson.

Komponentfysik ESS030. Den bipolära transistorn

Tentamen i komponentfysik

Laborationsrapport. Kurs Elektroteknik grundkurs ET1002. Lab nr 3. Laborationens namn Halvledarkomponenter. Kommentarer. Namn. Utförd den.

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

TRANSISTORER. Umeå universitet Institutionen för tillämpad. fysik och elektronik. Patrik Eriksson

Design av digitala kretsar

Beskrivande uppgifter: I: Vad skiljer det linjära området och mättnadsområdet i termer av inversionskanal?

Föreläsning 11 Bipolära Transistorer I. BJT Bipolar JuncDon Transistor. FunkDon bipolär transistor. DC operadon, strömförstärkning

Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 16 dec 2008 klockan 8:00 13:00.

Labb-PM MCC086 Mikroelektronik 2016

TENTAMEN Elektronik för elkraft

Digital IC konstruktion

Elektricitet och magnetism

Välkomna till kursen i elektroniska material!

Laboration 2: Likström samt upp och urladdningsförlopp

TRANSISTORER. Umeå universitet Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

Digital IC konstruktion

CMOS-inverteraren. CMOS-logik. Parasitiska kapacitanser. CMOS-variationer: Pseudo-NMOS och PTL

Definition av kraftelektronik

TENTAMEN Elektronik för elkraft HT

Laboration - Operationsfo rsta rkare

Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI240/0601 och FFF090

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

Målsättning: Utrustning och material: Denna laboration syftar till att ge studenten:

F1:13. 2 minutersövningar 2010 F1:30 F1:22. För att inte förlora signal kan följade göras: Analog elektronik Bertil Larsson

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Hambley avsnitt 12.7 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar) sann 1 falsk 0

Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

Övningsuppgifter i Elektronik

OP-förstärkaren, INV, ICKE INV Komparator och Schmitt-trigger

LABORATIONSINSTRUKTION. Mätning på dioder och transistorer

Förstärkning Large Signal Voltage Gain A VOL här uttryckt som 8.0 V/μV. Lägg märke till att förstärkningen är beroende av belastningsresistans.

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Bygg en entransistors Booster till datorn eller MP3-spelaren

Lektion 1: Automation. 5MT001: Lektion 1 p. 1

Q I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Välkomna till kursen i elektroniska material! Martin Leijnse

LABORATION SPÄNNING, STRÖM OCH RESISTANS

Tentamen i Elektronik för F, 13 januari 2006

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Hålltider --- Ellära: Elektriska fält, potentialer och strömmar

Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

Fö 8 - TMEI01 Elkraftteknik Kraftelektronik

FFY616. Halvledarteknik. Laboration 4 DIODER

TSTE20 Elektronik 01/31/ :24. Nodanalys metod. Nodanalys, exempel. Dagens föreläsning. 0. Förenkla schemat 1. Eliminera ensamma spänningskällor

För att skydda ett spänningsaggregat mot överbelastning kan man förse det med ett kortslutningsskydd som begränsar strömmen ut från aggregatet.

Elektroteknikens grunder Laboration 3. OP-förstärkare

Mätningar på transistorkopplingar

Tentamen i Krets- och mätteknik, fk, ETEF15. Exempeltentamen

Digital- och datorteknik

I: Beskriv strömmarna i en npn-transistor i normal mod i de neutrala delarna av transistorn.

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen oktober 2006

Lektion 2: Automation. 5MT042: Automation - Lektion 2 p. 1

Transkript:

Moment 1 - Analog elektronik Föreläsning 2 Transistorn del 2 Jan Thim 1 F2: Transistorn del 2 Innehåll: Fälteffekttransistorn - JFET Karakteristikor och parametrar MOSFET Felsökning 2 1

Introduktion Fälteffekttransistorer är till skillnad från bipolartansistorer spänningsstyrda. En spänning på gaten (styre) styr utgående ström. FET:ens största fördel jämfört med bipolartransistorn är dess höga ingångsresistans. 3 JFET JFET står för Junction (övergång) Field Effect Transistor. JFET:en kontrollerar ett strömflöde på utgången precis som bipolartransistorn. Detta sker dock med en spänning på ingången isället för en ström. JFET kan användas till förstärkning precis som bipolar. 4 2

JFET In och utgångarna ser dock lite annorlunda ut. De kallas för gate (styre), drain (kollektor) och source (emitter). JFET kan vara antingen n eller p, och då är det kanalen genom gaten man syftar på. 5 JFET Strömmen kontrolleras av ett fält som genereras över den backspända gatesource övergången (gaten är kopplad till bägge sidor). Med högre V GG expanderar fältet och tjänar som en resistans för kanalen. Det betyder att V GG begränsar stömmen genom R D. Med låg eller ingen V GG är strömmen genom R D på sitt maximum. 6 3

JFET karakteristikor och parametrar Till att börja med kan vi kika på fallet när V GS = 0. I D ökar då proportionellt med V DD (V DS ökar när V DD ökar). Detta kallas ohmic region, ohmskt område. 7 JFET karakteristikor och parametrar Den punkt då I D slutar att öka fast att V DD ökar kallas pinch-off spänningen. Då når man den maximala drainströmmen I DSS. Även JFET har en genombrottsspänning efter detta område med konstant ström. 8 4

JFET karakteristikor och parametrar Här ser vi vad som händer när V GS ökar i amplitud. I D blir begränsad. Pinch-off spänningen sjunker. 9 JFET karakteristikor och parametrar När V GS ökar minskar I D. Det område då ID är konstant och inte längre ökar kallas cutoff området. Gate fältet expanderar här så mycket att praktiskt taget ingen ström kan passera. 10 5

JFET karakteristikor och parametrar Kurvan här under illustrerar hur VGS kontrollerar ID från cutoff (V GS(off) ) till pinch-off (V P ). Notera det kvadratiska sambandet. Detta ger oss en formel för att räkna ut drainströmmen: I D = I DSS ( 1 V GS / V GS(off) ) 2 11 MOSFET Står för Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. En typ av fälteffekttransistor, men den har ingen riktig p-n övergång. Gaten är här isolerad från kanalen. MOSFET är mycket känsliga för statisk elektricitet och måste hanteras därefter. Det finns två typer: tarmningst p (D MOSFET) och 12 6

D-MOSFET D-MOSFET kan faktiskt arbeta både i anrikningsläge (läge = mode) och i utarmningsläge. För att arbeta i utarmningsläge görs gaten mera negativt laddad, vilket utarmar kanalen på elektroner. Man säger att kanalen blir smalare. 13 D-MOSFET För att arbeta i anrikningsläge gör man gaten istället positivt laddad, vilket attraherar fler elektroner till kanalen och möjliggör ett bättre strömflöde genom kanalen. Detta gäller för nmos. För pmos blir polariteterna omvända. 14 7

E-MOSFET E-MOSFET kan bara arbeta i anrikningsläge. Med en positiv spänning på gaten görs p-kanalen mera ledande. 15 MOSFET karakteristikor och parametrar Eftersom MOSFET delar många karakteristikor och parametrar med JFET kommer vi bara att titta på skillnaderna. 16 8

MOSFET karakteristikor och parametrar E-MOSFET börjar endast leda när V GS når en tröskelspänning V GS(th). Drainströmmen kan beräknas med följande formler: K = I D(on) / ( V GS -V GS(th) ) 2 I D = K ( V GS -V GS(th) ) 2 (I D(on) hämtas från datablad.) 17 Felsökning Om V D = V DD i en själv-biaserad JFET krets, kan det vara flera olika avbrott. Det är en klar indikation att ingen drainström finns. Mät på omgivande resistorer först. Byt endast ut FET:en om alla omgivande komponenter är okej. Om V D är lägre än normalt i en själv-biaserad JFET krets, är ett avbrott i gatekretsen det mest troliga. En låg drainspänning betyder att mer ström än normalt flyter genom drain. 18 9

Felsökning I en noll-biaserad D-MOSFET eller en drain-feedback biaserad E- MOSFET, är ett avbrott i gatekretsen svårare att upptäcka. Kretsen kan se ut att vara rätt biaserad med DC spänningar, men kan faliera när man lägger på en AC signal. 19 Felsökning Om vi har en E-MOSFET med spänningsdelad biasering så är det lättare att hitta fel. Om det är avbrott i R 1 => ingen drainström => V D = V DD Om det är avbrott i R 2 => V DD kopplad till gate => V D = 0 20 10

Sammanfattning Fälteffekttransistorer har tre terminaler: gate, drain och source. JFET har hög ingångsresistans eftersom den är backspänd. MOSFET skiljer sig genom att gaten är isolerad från kanalen. D-MOSFETs kan arbeta i både utarmnings- och anrikningsläge. E-MOSFET kan bara arbeta i anrikningsläge. 21 11