什么是結型場效應管JFET

場效應管是通過改變外加電壓產生的電場強度來控制其導電能力的半導體器件。

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

在兩個高摻雜的P區中間，夾著一層低摻雜的N區（N區一般做得很薄），形成了兩個PN結。在N區的兩端各做一個歐姆接觸電極，在兩個P區上也做上歐姆電極，并把這兩個P區連起來，就構成了一個場效應管。從N型區引出的兩個電極分別為源極S和漏極D，從兩個P區引出的電極叫柵極G，很薄的N區稱為導電溝道。

結型場效應管分類：N溝道和P溝道兩種。如下圖所示為N溝道管的結構和符號。

如右圖所示為N溝道結型場效應管的結構示意圖。

N溝道結型場效應管正常工作時，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-源之間內阻很高，又實現對溝道電流的控制。

★=0時，對導電溝道的控制作用，如下圖所示。

◆ =0時，=0，耗盡層很窄，導電溝道很寬。

◆ │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電溝道，但由于d-s間電壓為零，多子不會產生定向移動， =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夾斷區，稱=為預夾斷。

▲繼續增大，<，夾斷區加長。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，從而導致 減??；另一方面，隨著 的增大，使d-s間的縱向電場增強，導致 增大。兩種變化趨勢相抵消， 表現出恒流特性。

結型場效應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系，即

輸出特性可以分為四個工作區：

◆可變電阻區：曲線拐彎點的連線與縱軸所夾區域。較小，導電溝道暢通，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，在這個區域場效應管是導通的，類似于晶體三極管的飽和區。

◆夾斷區：靠近橫軸<區域．此時電流 =0，場效應管呈現一個很大的電阻，這個區域類似晶體三極管的截止區。

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

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

由于結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 的關系曲線稱為轉移特性。即

=_常數

N溝道結型管對的控制規律如圖所示。

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，漏極電流與柵極電壓的關系近似為：

說明場效應管為非線性器件。

場效應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元件使用。與三極管一樣，場效應管必須加上適當的偏壓，才能正常工作，才能起放大、振蕩很有成效作用。其中P溝通型場效應管必須加上負的柵—源電壓，而N溝道型場效應管工作必須加上正的柵—源電壓。

場效應管具有放大作用，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）場效應管是電壓控制器件，它通過UGS來控制ID；

（2）場效應管的輸入端電流極小，因此它的輸入電阻很高；

（3）它是利用多數載流子導電，因此它的溫度穩定性較好；

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

（5）場效應管的抗輻射能力強。