模拟电子电路之场效应管（上）（J-FET）

 

场效应管是电压控制器件，它通过VGS(栅源。电压)来控制ID（漏极电流）。

特点：输入电阻高，温度稳定性好，噪声小、功耗低、动态范围大。场效应管的抗辐射能力强。

按结构分：结型场效应管：N沟道（N-JFET）、结型P沟道（P-JFET）。

                    绝缘栅场效应管：N沟道型和P沟道型 , 无论是什么沟道，它们又分为增强型和耗尽型两种。

场效应管三个引脚分别为栅极gate electrode（G）、源极source（S）、漏极drain（D）。

类似于以下：

 

结型场效应管

J-FET导电沟道N沟道

工作原理：利用外加电压,改变导电沟道的宽度，从而控制漏极电流 iD 的大小，即利用半导体内电场效应通过改变耗尽层宽度来改变导电沟道的宽窄，从而控制 iD的大小，越宽 iD越大。

一、的控制作用（=0）

1、对于N沟道，应该用负电压，反偏状态。

2、的绝对值上升>>耗尽层宽度变宽>>导电沟道变窄。

3、当=时，沟道被耗尽层夹断，导电沟道不存在，这个现象称为全夹断（为夹断电压）。

二、

的控制作用（=0）

导电沟道为不等宽的非均匀沟道。

漏极处耗尽层最宽，导电沟道最窄。

源极处耗尽层最窄，导电沟道最宽。

 

三、iD和的关系与大小有关（如图）

a、当较小（<200mv）时，iD随着近似成比例增加。

b、当上升时，随着上升，耗尽层加宽，沟道变窄，使iD随上升的速度变缓。

c、当再增加时，使 =时，耗尽层在靠近d处合拢，这种靠近d处的导电沟道刚刚消失的状态称为“预夹断”，此时iD为饱和漏电流。

d、当再一次上升时，沟道对应的状态是由一点接触（预夹断）到一段接触（部分夹断），iD基本不变（饱和）。

e、当上升到某值时，iD上升（击穿）GD间PN结反向击穿，此时的漏源电压即PN结击穿电压，称为漏源击穿电压。

四、、同时作用（注：夹断电压是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，使漏源间刚截止时的栅极电压。）

为反偏，使导电沟道=0时更窄，想同下的更小，但是随变化的规律不变，随着的不同，曲线就不同。

以下三张图讲得不错（来自我大学的时候的一本《电子电路分析》的书）

转移特性曲线的场效应管的放大作用体现在输入电压对输出的控制。

条件：。（放大区）

 

补充第二点：到截止区时，漏极D与源极S间相当于开路。

 

J-FET导电沟道P沟道

1、外加的直流电源极性与N沟道相反 。

          

2、夹断电压大于0。

         

3、流出漏极的真实方向为：源极S → 漏极D。