场效应管(建议看)

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1、1.4场效应管单极型晶体管（FET）仅靠半导体中的多数载流子(自由电子或空穴)导电双极型晶体管（BJT）两种带有不同极性电荷的载流子参与导电①从参与导电的载流子来划分，场效应管N沟道器件P沟道器件自由电子导电空穴导电②从场效应管的结构来划分，场效应管结型场效应管（JFET）绝缘栅型场效应管（IGFET）按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种。场效应管图片半导体三极管图片1.4.1结型场效应管一、结型场效应管的结构N沟道结型场效应管：在同一块N型半导体上制作两个高掺杂的P区，并将这两个P区连接在一起，引出一个电极（栅极g），

2、在N极两端各引出一个电极（漏极d和源极s）导电沟道二、结型场效应管的工作原理N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完全相同，只是偏置电压的极性和载流子的类型不同而已。为保证N沟道结型场效应管正常工作，应保证：①栅源之间加负向电压（UGS<0），两侧PN结均处于反向偏置，栅源电流几乎为零。②漏-源之间加正向电压(UDS>0)，使N型半导体中的多数载流子-电子由源极出发，经过沟道到达漏极形成漏极电流ID。1、栅源电压UGS对导电沟道的影响（设UDS＝0）UGS＜0，两个PN结处于反向偏置，耗尽层有一定宽度。若

3、UGS

4、增大，耗尽层变宽，沟道变窄，沟道

5、电阻增大；若

6、UGS

7、减小，耗尽层变窄，沟道变宽，沟道电阻减小；这表明UGS控制着漏源之间的导电沟道。此时UGS的值称为夹断电压UGS(off)。当

8、UGS

9、(UGS为绝对值)增加到某一数值时，两边耗尽层闭合，导电沟道消失。此时，漏源之间的电阻趋于无穷大。管子处于截止状态，ID＝0。注：夹断电压UGS(off)<0栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道变窄沟道消失UGS（off）耗尽层变宽负电压负电压绝对值增大夹断2．漏源电压UDS对漏极电流ID的影响UGS为UGS（off）~0V中某一固定值，保证存在一定宽度的导电沟道①UDS=0，I

10、D=0②UDS从零开始增大存在漏极电流，漏源之间的导电沟道具有一定电阻，因而漏源电压UDS沿沟道递降，造成漏端电位高于源端电位。近漏端PN结上的反向偏压大于近源端，因而近漏端耗尽层宽度大于近源端。即靠近漏极处的耗尽层厚度加宽，沟道变窄，从左至右呈楔形分布。DS间的电位差使沟道呈楔形，uDS，靠近漏端的沟道变窄。只要栅源之间不出现夹断区域，电流iD会随UDS的增大而线性增大，d-s呈现电阻特性。当UDS增大到使UGD=UGS-UDS=UGS(off)在紧靠漏极处出现预夹断。出现预夹断后，管子并不截止，因为漏源两极间的场强已足够大，完全可以把向漏

11、极漂移的全部电子吸引过去形成漏极饱和电流IDSS。当UDS继续增加，耗尽层闭合部分沿沟道方向延伸，形成夹断区。这两种变化相抵消，从外部看，进入夹断区后，UDS增大，iD几乎不变，即iD几乎仅仅决定于UGS，表现出iD的恒流特性。②自由电子只能从夹断区的窄缝中通过，受到的阻力加大，导致漏极电流减小；①UDS的增大，会导致漏极电流增大。结型场效应管的漏极电流iD受UGS和UDS的双重控制。这种电压的控制作用，是场效应管具有放大作用的基础。电流变化过程如下：UGS为UGS（off）~0V中某一固定值，存在一定宽度的导电沟道①UDS=0，ID=0②UD

12、S增大进入预夹断之前，电流iD随UDS的增大而线性增大③UDS增大进入预夹断形成漏极饱和电流IDSS④UDS增大进入夹断区后，电流iD表现出恒流特性。前提条件：同样的UDS，增大

13、UGS

14、，由于导电沟道变窄，电流iD减小。预夹断：UDS=UGS-UGS(off)假定夹断电压为-4V.现栅源电压为-3V，即存在导电沟道电流iD随UDS的变化：①UDS=0，ID=0iDUDS则UGS≤-4V,电流iD恒等于0UGS=-4V②电流iD随UDS的增大而线性增大,呈现电阻特性-3vUDS=UGS-UGS(off）③电流iD表现出恒流特性-1v0v输出特性

15、曲线同样的UDS，减小

16、UGS

17、，由于导电沟道变宽，电流iD增大。随着UGS的增大，发生预夹断时的UDS随之增大。三、结型场效应管的特性曲线1、输出特性曲线栅源电压UGS取为常量，漏极电流ID与漏源电压UDS之间的函数关系。对应一个UGS就有一条曲线，因此输出特性曲线为一簇关系曲线。uDSiDuGS=–3V–2V–1V0V夹断电压为负∴栅源电压越负，电流iD越小。①夹断区：UGSUGS(off)、UGD>UGS（off)预夹断轨迹，uGD＝UGS（off）可变电阻区恒流区击穿区夹断区

18、（截止区）夹断电压IDSS③恒流区（预夹断轨迹右边区域）：UGS>UGS(off)、UGD