什么是結(jié)型場效應(yīng)管JFET

場效應(yīng)管是通過改變外加電壓產(chǎn)生的電場強度來控制其導(dǎo)電能力的半導(dǎo)體器件。

它不僅具有雙極型三極管的體積小,重量輕,耗電少,壽命長等優(yōu)點,而且還具有輸入電阻高,熱穩(wěn)定性好,抗輻射能力強,噪聲低,制造工藝簡單,便于集成等特點.因而,在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用.根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理不同,場效應(yīng)管可分為兩大類: 結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵型場效應(yīng)管(IGFET)。

在兩個高摻雜的P區(qū)中間，夾著一層低摻雜的N區(qū)（N區(qū)一般做得很薄），形成了兩個PN結(jié)。在N區(qū)的兩端各做一個歐姆接觸電極，在兩個P區(qū)上也做上歐姆電極，并把這兩個P區(qū)連起來，就構(gòu)成了一個場效應(yīng)管。從N型區(qū)引出的兩個電極分別為源極S和漏極D，從兩個P區(qū)引出的電極叫柵極G，很薄的N區(qū)稱為導(dǎo)電溝道。

結(jié)型場效應(yīng)管分類：N溝道和P溝道兩種。如下圖所示為N溝道管的結(jié)構(gòu)和符號。

如右圖所示為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖。

N溝道結(jié)型場效應(yīng)管正常工作時，在漏-源之間加正向電壓，形成漏極電流。<0，耗盡層承受反向電壓，既保證柵-源之間內(nèi)阻很高，又實現(xiàn)對溝道電流的控制。

★=0時，對導(dǎo)電溝道的控制作用，如下圖所示。

◆ =0時，=0，耗盡層很窄，導(dǎo)電溝道很寬。

◆ │增大時，耗盡層加寬，溝道變窄，溝道電阻增大。

◆ │增大到某一數(shù)值時，耗盡層閉合，溝道消失，溝道電阻趨于無窮大，稱此時的值為夾斷電壓。

★為~0中某一固定值時，對漏極電流的影響

▲ =0，由 所確定的一定寬的導(dǎo)電溝道，但由于d-s間電壓為零，多子不會產(chǎn)生定向移動， =0。

▲ >0，有電流從漏極流向源極，從而使溝道各點與柵極間的電壓不再相等，沿溝道從源極到漏極逐漸增大，造成靠近漏極一邊的耗盡層比靠近源極一邊的寬。如下圖（a）所示。

▲從零逐漸增大時，= - 逐漸減小，靠近漏極一邊的導(dǎo)電溝道隨之變窄。電流隨線性增大。

▲增大，使=，漏極一邊耗盡層出現(xiàn)夾斷區(qū)，稱=為預(yù)夾斷。

▲繼續(xù)增大，<，夾斷區(qū)加長。這時，一方面自由電子從漏極向源極定向移動所受阻力加大，從而導(dǎo)致 減小；另一方面，隨著 的增大，使d-s間的縱向電場增強，導(dǎo)致 增大。兩種變化趨勢相抵消， 表現(xiàn)出恒流特性。

結(jié)型場效應(yīng)管的輸出特性表示在柵源電壓一定的情況下，漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)系，即

輸出特性可以分為四個工作區(qū)：

◆可變電阻區(qū)：曲線拐彎點的連線與縱軸所夾區(qū)域。較小，導(dǎo)電溝道暢通，d-s之間相當于一個歐姆電阻，當不變，從零增大，線性增大。越大，曲線越陡，溝道電阻隨大小而變，故稱為可變電阻區(qū)，在這個區(qū)域場效應(yīng)管是導(dǎo)通的，類似于晶體三極管的飽和區(qū)。

◆夾斷區(qū)：靠近橫軸<區(qū)域．此時電流 =0，場效應(yīng)管呈現(xiàn)一個很大的電阻，這個區(qū)域類似晶體三極管的截止區(qū)。

◆恒流區(qū)：恒流區(qū)指中間平坦區(qū)域，它屬于線性放大區(qū)，增大到脫離可變電阻區(qū)， 不隨的增大而變化，趨向恒定值。在這個區(qū)域，只隨的增大而增大。在該區(qū)域工作的場效應(yīng)管，的大小只受的控制，表現(xiàn)出場效應(yīng)管電壓控制電流的放大作用。

◆擊穿區(qū)：增大,突然加大，反向偏置的PN結(jié)超過承受極限而發(fā)生溝道擊穿,和失去對的控制作用，若不加限制，場效應(yīng)管會損壞。使用時一定要特別注意，不可過大。

由于結(jié)型管外加的是反偏電壓，沒有柵極電流，所以沒有輸入特性。漏極電流與柵源電壓 的關(guān)系曲線稱為轉(zhuǎn)移特性。即

=_常數(shù)

N溝道結(jié)型管對的控制規(guī)律如圖所示。

當為確定值由零向負方向變化將減小，=，使 =0，此電壓便是夾斷電壓。當=0時，漏極電流最大，稱為飽和漏電流，用I_DSS表示。實驗證明，在<≤0 的范圍內(nèi)，漏極電流與柵極電壓的關(guān)系近似為：

說明場效應(yīng)管為非線性器件。

場效應(yīng)管在手機射頻電路中作為放大元件使用，在邏輯電路一般作開關(guān)元件使用。與三極管一樣，場效應(yīng)管必須加上適當?shù)钠珘海拍苷９ぷ鳎拍芷鸱糯蟆⒄袷幒苡谐尚ё饔谩Ｆ渲蠵溝通型場效應(yīng)管必須加上負的柵—源電壓，而N溝道型場效應(yīng)管工作必須加上正的柵—源電壓。

場效應(yīng)管具有放大作用，可以組成放大電路，它與雙極性三極管相比具有以下特點：

（1）場效應(yīng)管是電壓控制器件，它通過UGS來控制ID；

（2）場效應(yīng)管的輸入端電流極小，因此它的輸入電阻很高；

（3）它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，因此它的溫度穩(wěn)定性較好；

（4）它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù)；

（5）場效應(yīng)管的抗輻射能力強。