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第四章 场效应管放大电路 Field Effect Transistor (FET) 4.1 结型场效应三极管(JFET) (1)结型场效应三极管的结构 JFET的结构如图所示，它是在N型半导体硅片 的两侧各制造一个PN结，形成两个PN结夹着一个N 型沟道的结构。一个P区即为栅极，N型硅的一端是 漏极，另一端是源极。 (动画2-8） (2) 结型场效应三极管的工作原理 ① 栅源电压对沟道的控制作用 当VGS=0时，若漏、源之间加有一定电压，在漏、源间将形成多子的漂移运动，产生漏极电流。 当VGS＜0时，PN结反偏，形成耗尽层，漏、源间的 沟道将变窄，ID将减小，VGS继续减小，沟道继续变 窄，ID继续减小直至为0。当漏极电流为零时所对应 的栅源电压VGS称为夹断电压VP。这一过程动画 所示。 ② 漏源电压对沟道的控制作用 当VDS增加到使VGD=VGS-VDS= VP时，在紧靠漏 极处出现预夹断。当VDS继续增加，漏极处的夹断继续向源极方向延长。 (3)结型场效应三极管的特性曲线 JFET的特性曲线有两条，一是转移特性曲线， 二是输出特性曲线。 一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的 绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为 衬底，用符号B表示。 当栅极加有电压时，若 0＜VGS＜VT 时，通过栅极和 衬底间的电容作用，将靠近栅极 下方的P型半导体中的空穴向下 方排斥，出现了一薄层负离子的 耗尽层。耗尽层中的少子将向表 层运动，但数量有限，不足以形 成沟道，将漏极和源极沟通，所以不可能形成漏极电流ID。 VGS对漏极电流的控制关系可用 ID=f(VGS)?VDS=const 这一曲线描述，称为转移特性曲线。 VGS对漏极电流的控制特性——转移特性曲线 2．漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用 当VGS＞ VT ，且固定为某一值时，来分析漏源电 压VDS对漏极电流ID的影响。VDS的不同变化对沟道的影 响如图所示。根据此图可以有如下关系 当VDS为0或较小时，相当VGS＞ VT ，沟道分布 如图，此时VDS 基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布。 (2)N沟道耗尽型MOSFET 当VGS＞0时，将使ID进一步增加。VGS＜0时， 随着VGS的减小漏极电流逐渐减小，直至ID=0。对 应ID=0的VGS称为夹断电压，用符号VGS(off)表示， 有时也用VP表示。N沟道耗尽型MOSFET的转移特 性曲线如图所示。 (a) 结构示意图 (b) 转移特性曲线 N沟道耗尽型MOSFET的结构 和转移特性曲线 (3)P沟道耗尽型MOSFET P沟道MOSFET的工作原理与N沟道 MOSFET完全相同，只不过导电的载流 子不同，供电电压极性不同而已。这如 同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。 伏安特性曲线 场效应三极管的特性曲线类型比较多， 根据导电沟道的不同，以及是增强型还是耗 尽型可有四种转移特性曲线和输出特性曲线， 其电压和电流方向也有所不同。如果按统一 规定正方向，特性曲线就要画在不同的象限。 为了便于绘制，将P沟道管子的正方向反过 来设定。有关曲线绘于图中。 场效应三极管的参数和型号 (1) 场效应三极管的参数 ① 开启电压VGS(th) (或VT) 开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于 开启电压的绝对值, 场效应管不能导通。 ④ 输入电阻RGS 场效应三极管的栅源输入电阻的典型值，对于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω，对于绝缘栅型场效应三极管, RGS约是109～1015Ω。 (2) 场效应三极管的型号 场效应三极管的型号, 现行有两种命名方法。其 一是与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场 效