Devre defteri – JFET kullanımına giriş

Giriş

Daha önce JFET denilen devre elemanını kullanmamış olabilirsiniz.

Bu derste benzetim yazılımı yardımı ile bu elemanının kullanımına temel bir giriş yapacağız.

Örnek devre

Ölçümlerde kullanacağımız devreyi aşağıdaki şemada bulabilirsiniz.

Örnek devrede BFW11 kullanılmıştır.

JFET devre

Burada ilk dikkatinizi çekebilecek nokta Vgg güç kaynağının ters bağlanmış olmasıdır.

JFET alışılanın aksine, girişten eksi bir gerilim vererek kullanılıyor.

Akım gerilim şeması

Öncelikle devreyi deneme kartı ya da Microcap benzetim yazılımı ile kurunuz.

Hazır devre şemasını buradan indirebilirsiniz.

Eğer ölçümleri deneme kartı üzerinde yapmak isterseniz, 1kΩ ve 100kΩ dirençlere, kablo, ampermetre (0 - 10 mA), DC güç kaynağı (0 - 30 V) ve multimetreye ihtiyacınız olabilir.

Vgg gerilimini ayarlayarak VGS = 0V yapınız.
VDS'yi 1 voltluk adımlarla 10 volta kadar arttırınız. ID akımını ölçüp, not ediniz.
Yukarıdaki işlemlere VGS değerini -0.5V, -1V, -1.5V, -2V, -2.5V, -3V, -3.5V yaparak devam ediniz.

Aşağıda örnek bir gözlem tablosu bulabilirsiniz.

JFET akım gerilim bağlantısı gözlem tablosu
VGS = 0V		VGS = -0.5V		VGS = -1V
VDS(V)	ID (mA)	VDS(V)	ID (mA)	VDS(V)	ID (mA)
0		0		0
1		1		1
2		2		2
.		.		.
.		.		.
10'a kadar		10'a kadar		10'a kadar

VGS -3.5 V olana kadar devam ediniz.

Microcap ile bu ölçümleri yapmak isterseniz Analysis -> Dynamic DC yolunu takip ediniz.

Burada ok ile gösterilen akımları göster seçeneğini seçmek yeterli olacaktır.

Bu ölçümleri benzetim yazılımı ile yaptık.

Sonuçları görsel olarak gösterebilmek için Octave yazılımını kullanabiliriz.

Archlinux için bu yazılımı aşağıdaki komutla kurabiliriz.

sudo pacman -S octave

Aşağıdaki kütüğü jfet.m ismi ile kaydediniz.

ids = [0, 0.819, 1.629, 2.428, 3.213, 3.981, 4.726, 5.438, 6.101, 6.67, 6.942]
vds = [0:10]
plot (vds, ids)
hold on
xlim([0 10])
ylim([0 10])
xlabel('vds')
ylabel('ids')
ids = [0, 0.797, 1.579, 2.342, 3.079, 3.778, 4.415, 4.911, 4.995, 4.999, 5.003]
plot (vds, ids)
hold on
ids = [0, 0.763, 1.5, 2.196, 2.822, 3.272, 3.299, 3.302, 3.304, 3.307, 3.309]
plot (vds, ids)
hold on
ids = [0, 0.707, 1.35, 1.839, 1.892, 1.894, 1.895, 1.897, 1.899, 1.9, 1.902]
plot (vds, ids)
hold on
ids = [0, 0.587, 0.826, 0.827, 0.828, 0.828, 0.829, 0.830 , 0.831, 0.831, 0.832]
plot (vds, ids)
hold on
ids = [0, 0.170, 0.170, 0.170, 0.170, 0.170, 0.171, 0.171, 0.171, 0.171, 0.171]
plot (vds, ids)
hold on
ids = zeros(size(ids))
plot (vds, ids)
hold on
legend({'vgs = 0', 'vgs = -0.5', 'vgs = -1', 'vgs = -1.5', 'vgs = -2', 'vgs = -2.5', 'vgs = -3'}, 'Location','southwest')
title('JFET akım gerilim şeması')
set(gca, "fontsize", 18)

Octave yazılımında oynat tuşuna benzeyen yeşil üçgene basalım.

Sonuçları aşağıda görebilirsiniz.

JFET akım gerilim

Akım gerilim şemasında giriş gerilimi VGS = 0 iken mavi ile gösterilen kısım bize önemli bir ipucu veriyor.

Dikkat ederseniz giriş gerilimi sıfır iken akım da neredeyse doğru orantılı olarak artıyor.

Kısaca bir direnç davranışı gözlemliyoruz.

Bu da JFET'i anahtarlama elemanı olarak kullanmak istediğimiz bölümün bu kısım olduğunun ipucunu veriyor.

Giriş gerilimi 0 iken JFET açık konumda oluyor. Eğer giriş gerilimini yeterince yüksek bir eksi değere çekersek JFET kapanacaktır.

Giriş gerilimi -3V olduğunda akımın 0 olduğunu JFET'in kapalı konumda olduğunu görebilirsiniz.

Sıfırın altındaki değerlerde ise bir noktadan sonra akımın sabit kaldığını, JFET'in akım kaynağı davranışı gösterdiğini görebilirsiniz.

Bu Mosfet'in akım gerilim davranışına benziyor. Tek farkla ki burada eksi gerilim değerleri kullanıyoruz.

JFET giriş çıkış bağlantısı

Benzer şekilde girişteki değişime göre çıkışın nasıl değiştiğini gözlemlemek için aşağıdaki adımları uygulayabilirsiniz.

VDS gerilimini 10 volta sabitleyiniz.
VGS gerilimini 0.5 voltluk adımlarla 3.5 volta getiriniz. ID akımını ölçüp not ediniz.

JFET giriş çıkış bağlantısı
VDS = 10V
VGS (V)	ID (mA)
0
-0.5
-1
-1.5
-2
-2.5
-3
-3.5

Bu ölçümleri yaptıktan sonra jfet2.m isminde bir kütük oluşturalım.

ids = [6.942, 5.003, 3.309, 1.902, 0.832, 0.171, 0, 0 ]
vgs = [0, -0.5, -1, -1.5, -2, -2.5, -3, -3.5]


plot (vgs, ids)
hold on

xlim([-5 5])
ylim([0 10])
xlabel('vgs')
ylabel('ids (mA)')
set (gca, "xaxislocation", "origin")
set (gca, "yaxislocation", "origin")
legend({'vds = 10V'}, 'Location','southwest')
title('JFET giriş çıkış şeması')
set(gca, "fontsize", 18)

JFET giriş çıkış

Sonuçlardan JFET'in sadece belirli bir eksi gerilim aralığında çalıştığı görülebiliyor.

Daha önce de izah ettiğimiz gibi VGS'ye 0 ve -5 V gibi bir değer vererek aç kapa yapabiliriz.

Yorumlar

yorum yaz

Yorum yaz

Henüz yorum yok.