结型场效应管的结构和工作原理

结型场效应管的结构和工作原

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结型场效应管(JFET)的结构和工作原理

1. JFET的结构和符号

N沟道JFET P沟道JFET

2. 工作原理（以N沟道JFET为例）

N沟道JFET工作时，必须在栅极和源极之间加一个负电压——VGS< 0，在D-S间加一个正电压—— VDS>0.

栅极—沟道间的PN结反偏，栅极电流iG0，栅极输入电阻很高（高达107以上）。 N沟道中的多子（电子）由S向D运动，形成漏极电流iD。iD的大小取决于VDS的大小和沟道电阻。改变VGS可改变沟道电阻，从而改变iD 。

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主要讨论VGS对iD的控制作用以及VDS对iD的影响。 ①栅源电压VGS对iD的控制作用

当VGS＜0时，PN结反偏，耗尽层变宽，沟道变窄，沟道电阻变大，ID减小；VGS更负时，沟道更窄，ID更小；直至沟道被耗尽层全部覆盖，沟道被夹断， ID≈0。这时所对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP。

②漏源电压VDS对iD的影响

在栅源间加电压VGS ＜ 0 ，漏源间加正电压VDS > 0。则因漏端耗尽层所受的反偏电压为VGD=VGS-VDS，比源端耗尽层所受的反偏电压VGS大,(如:VGS=-2V, VDS =3V, VP=-9V,则漏端耗尽层受反偏电压为VGD=-5V，源端耗尽层受反偏电压为-2V),使靠近漏端的耗尽层比源端宽，沟道比源端窄，故VDS对沟道的影响是不均匀的，使沟道呈楔形。

当VDS增加到使VGD=VGS-VDS =VP 时，耗尽层在漏端靠拢,称为预夹断。

当VDS继续增加时，预夹断点下移，夹断区向源极方向延伸。由于夹断处电阻很大，使VDS主要降落在该区，产生强电场力把未夹断区的载流子都拉至漏极，形成漏极电流ID。预夹断后ID基本不随VDS增大而变化。

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①VGS对沟道的控制作用

当VGS＜0时，PN结反偏耗尽层加厚沟道变窄。 VGS继续减小，沟道继续变窄。当沟道夹断时，对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP （ 或VGS(off) ）。对于N沟道的JFET，VP <0。

②VDS对沟道的控制作用

当VGS=0时，VDSID , G、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加

宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。

当VDS增加到使VGD=VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。此时VDS 夹断区延长沟道电阻ID基本不变。 ③ VGS和VDS同时作用时

当VP 4

综上分析可知

沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电， 所以场效应管也称为单极型三极管。 JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因此iG0，输入电阻很高。 JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制。

预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。

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