场效应管及放大器讲诉.ppt

5.1 结型场效应管 5.1.1 结型场效应管的结构（以 N 沟为例）： 5 场效应管放大电路 场效应管与晶体管不同，它是利用电场效应来控制其电流大小的半 导体器件。这种器件不仅兼有体积小、重量轻、耗电省、寿命长等优点， 而且还有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺 简单的优点，场效应管中是 多子 （一种） 导电 （单极性器件） 。 根据结构的不同 场效应管有两种 : 结型场效应管 JFET 绝缘栅型场效应管 MOSFET N 沟道 P 沟道 耗尽型 增强型 耗尽型 增强型 N 沟道 P 沟道 N 沟道 JFET P 沟道 JFET 动画 (JFET 的结构） ? N 沟道 JFET ，是在一根 N 型半导体棒两侧通过高 浓度扩散制造两个重掺杂 P++ 型区，形成两个 PN 结， 将两个 P++ 区接在一起引出一个电极，称为栅极 (Gate) ， 在两个 PN 结之间的 N 型半导体构成导电沟道。在 N 型 半导体的两端各制造一个欧姆接触电极，这两个电极 间加上一定电压，便在沟道中形成电场，在此电场作 用下，形成由多数载流子 —— 自由电子产生的漂移电流。 我们将电子发源端称为源极 (Source) ，接收端称为漏 极 (Drain) 。在 JFET 中，源极和漏极是可以互换的。 5.1.2 结型场效应管的工作原理 （ 1 ）栅源电压 ( v GS ) 对沟道 ( i D ) 的控制作用 ②当 v GS ＜ 0 时， PN 结反偏， │ v GS │ ↑ 时 ? 耗尽层加厚 ? 沟道变窄 （沟道电阻增 大） 。 v GS 继续减 小，沟道继续变窄。 ③当 │ v GS │ 到一定值时 ，沟道会完全合拢， 此时称 沟道夹断，对应的栅源电压 v GS 称为 夹断电压 V P （ 或 V GS(off) ）。 对于 N 沟道 的 JFET ， V P 0 。 。 定义： 夹断电压 V p —— 使导电沟道完全 合拢（消失）所需要的栅源电压 v GS 。 在栅源间加负电压 v GS ，令 v DS =0 ①当 v GS =0 时，为平衡 PN 结，导电沟道最宽。 耗尽层 s + i D =0 耗 尽 层 耗 尽 层 P + P + N d s + - g v GS i D =0 耗 尽 层 耗 尽 层 P + P + + g （ 2 ）漏源电压 ( v DS ) 对沟道 ( i D ) 的控制作用 在漏源间加电压 v DS ， 当 v GS =0 由于 v GS =0 ， 所以导电沟道最宽。 ①当 v DS =0 时， i D =0 。 ② v DS ↑ → i D ↑ → 靠近漏极处的耗尽层 加宽，沟道变窄，沟道呈楔形分布。 ③当 v DS 继续增大 ，使 v GD = v G S - v DS = V P 时， 在靠漏极处夹断 —— 预夹断，。 预夹断前， v DS ↑→ i D ↑ 。 预夹断后， v DS ↑→ i D 几乎不变 。 ④ v DS 再继续增大 ↑ → 夹断区延长（预夹断点下移） → 沟道电阻 ↑ → i D 基本不变。 v i 耗尽层 P P N d s - V DD DS - g GS D =0 + 耗尽层 + + v + g 耗尽层 A g V DD v DS + （ 3 ）栅源电压 v GS 和漏源电压 v DS 共同作用 当 V P v GS 0 时，导电沟道更容易夹断，对于同样的 v DS ， i D 的值比 v GS =0 时的值要小。在预夹断处 v GD = v GS - v DS = V P 动画 ( 工作原理） 综上分析可知 ①沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，所以场效应管也 称为单极型三极管。 ③ JFET 是电压控制电流器件， i D 受 v GS 控制 ④预夹断前 i D 与 v DS 呈近似线性关系；预夹断后， i D 趋于饱和。 # 为什么 JFET 的输入