1. jfet的結(jié)構(gòu)和符號
n溝道jfet p溝道jfet
2. 工作原理(以n溝道jfet為例)
n溝道jfet工作時,必須在柵極和源極之間加一個負(fù)電壓——vgs< 0,在d-s間加一個正電壓—— vds>0.
柵極—溝道間的pn結(jié)反偏,柵極電流ig»0,柵極輸入電阻很高(高達(dá)107w以上)。
n溝道中的多子(電子)由s向d運動,形成漏極電流id。id的大小取決于vds的大小和溝道電阻。改變vgs可改變溝道電阻,從而改變id 。
主要討論vgs對id的控制作用以及vds對id的影響。
①柵源電壓vgs對id的控制作用
當(dāng)vgs<0時,pn結(jié)反偏,耗盡層變寬,溝道變窄,溝道電阻變大,id減??;vgs更負(fù)時,溝道更窄,id更??;直至溝道被耗盡層全部覆蓋,溝道被夾斷, id≈0。這時所對應(yīng)的柵源電壓vgs稱為夾斷電壓vp。
②漏源電壓vds對id的影響
在柵源間加電壓vgs < 0 ,漏源間加正電壓vds > 0。則因漏端耗盡層所受的反偏電壓為vgd=vgs-vds,比源端耗盡層所受的反偏電壓vgs大,(如:vgs=-2v, vds =3v, vp=-9v,則漏端耗盡層受反偏電壓為vgd=-5v,源端耗盡層受反偏電壓為-2v),使靠近漏端的耗盡層比源端寬,溝道比源端窄,故vds對溝道的影響是不均勻的,使溝道呈楔形。
當(dāng)vds增加到使vgd=vgs-vds =vp 時,耗盡層在漏端靠攏,稱為預(yù)夾斷。
當(dāng)vds繼續(xù)增加時,預(yù)夾斷點下移,夾斷區(qū)向源極方向延伸。由于夾斷處電阻很大,使vds主要降落在該區(qū),產(chǎn)生強電場力把未夾斷區(qū)的載流子都拉至漏極,形成漏極電流id。預(yù)夾斷后id基本不隨vds增大而變化。
① vgs對溝道的控制作用
當(dāng)vgs<0時,pn結(jié)反偏®耗盡層加厚®溝道變窄。 vgs繼續(xù)減小,溝道繼續(xù)變窄。當(dāng)溝道夾斷時,對應(yīng)的柵源電壓vgs稱為夾斷電壓vp ( 或vgs(off) )。對于n溝道的jfet,vp <0。
② vds對溝道的控制作用
當(dāng)vgs=0時,vds ® id , g、d間pn結(jié)的反向電壓增加,使靠近漏極處的耗盡層加寬,溝道變窄,從上至下呈楔形分布。
當(dāng)vds增加到使vgd=vp 時,在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。此時vds ®夾斷區(qū)延長®溝道電阻®id基本不變。
③ vgs和vds同時作用時
當(dāng)vp <vgs<0 時,導(dǎo)電溝道更容易夾斷,對于同樣的vds , id的值比vgs=0時的值要小。在預(yù)夾斷處, vgd=vgs-vds =vp (或vds=vgs - vp).
綜上分析可知
l 溝道中只有一種類型的多數(shù)載流子參與導(dǎo)電, 所以場效應(yīng)管也稱為單極型三極管。
l jfet柵極與溝道間的pn結(jié)是反向偏置的,因此ig»0,輸入電阻很高。
l jfet是電壓控制電流器件,id受vgs控制。
l 預(yù)夾斷前id與vds呈近似線性關(guān)系;預(yù)夾斷后,id趨于飽和。