结型场效应管

   结型场效应管又分为N沟道和P沟道两种类型。

   如图5-17(a)所示为N沟道JFET的结构示意图,图中,在同一块N型半导体上制作两个高掺杂的P区,并将它们连接在一起,所引出的电极称为栅极G,N型半导体的两端分别引出两个电极,一个称为漏极D,一个称为源极S。P区与N取交界面形成耗尽层,漏极与栅极间的非耗尽层区域称为导电沟道。 ECASD40J107M015K00

   如图5-17(b)所示门极的箭头指向为P指向N方向,分别表示内向为N沟道JFET,外向为P沟道JFET。图5-17(a)表示N沟道JFET的特性示例。以此图为基础了解JFET的电气特性。

   首先,门极一源极间电压以0V时考虑(/G疒0V),在此状态下漏极一源极间电压‰s从0V开始增加,漏电流rD几乎与‰s成比例增加,将此区域称为非饱和区。‰s达到某值以上漏电流rD的变化变小,几乎达到一定值。此时的rD称为饱和漏电流(有时也称漏电流用rD“表示)。与止匕JDs对应的‰s称为夹断电压/P,此区域称为饱和区。其次,在漏极一源极间加一定的电压‰s(例如0,8V),/Gs值从0开始向负方向增加,JD的值从JD“开始慢慢地减少,当rD=o时的呢s称为门极-源极间夹断电压或截止电压,用/Gs。°表示。N沟道JFET的情况则是其/GsOη值带有负号。关于JFET为什么表示这样的特性,用图5-17(c)进行简单的

说明。

    简单概括场效应管工作原理,就是“漏极一源极间流经沟道的JD,是由门极与沟道间的PN结形成的反偏的门极电压控制”。更准确地说,rD流经通路的宽度,即沟道截面积,它是由PN结反偏的变化,产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在/Gs=0的非饱和区域,图5-17(a)表示的过渡层的扩展因为不很大,根据漏极一源极间所加‰s的电场,源极区域的某些电子被漏极拉去,即从漏极向源极有电流rD流动。达到饱和区域如图5-17(a)所示,从门极向漏极扩展的过渡层将沟道的一部分构成堵塞型,rD饱和,将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡,并不是电流被切断。在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动,在理想状态下几乎具有绝缘特性,通常电流也难流动。但是此时漏极一源极间的电场,实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近,由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。如图5-17(b)所示,即便再增加‰s,因漂移电场的强度几乎不变,产生JD的饱和现象。其次,如图5-17(c)所示,/Gs向负的方向变化,让/G疒/Gsl。。,此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且‰s的电场大部分加到过渡层上,将电子拉向漂移方向的电场,只有靠近源极很小的部分,这更使电流不能流通。