结型场效应管
结型场效应管
P
O
VGS /V
若| VUS | 阻挡层宽度 耗尽层中负离子数
因VGS不变（G极正电荷量不变） 表面层中电子数 ID
根据衬底电压对ID的控制作用，又称U极为背栅极。
P沟道EMOS管
+VDS -
S +VGS- G
D
U
N+
P+
P+
D ID
U G
N
S
N沟道EMOS管与P沟道EMOS管工作原理相似。 不同之处：电路符号中的箭头方向相反。
VDS /V
转移特性曲线中,ID =0 时对应的VGS值,即开启电 压VGS（th） 。
衬底效应
集成电路中，许多MOS管做在同一衬底上，为保证U与S、D
之间PN结反偏，衬底应接电路最低电位（N沟道）或最高电
位（P沟道）。
- VD+S
U -VU+S S -VG+S G
D
P+
N+
N+
ID/mA VUS = 0
3.1 MOS场效应管
MOSFET
增强型（EMOS） N沟道（NMOS） P沟道（PMOS） N沟道（NMOS）
耗尽型（DMOS） P沟道（PMOS）
N沟道MOS管与P沟道MOS管工作原理相似，不 同之处仅在于它们形成电流的载流子性质不同，因 此导致加在各极上的电压极性相反。
3.1.1 增强型MOS场效应管
➢ NEMOS管输出特性曲线
非饱和区
ID/mA
沟道预夹断前对应的工作区。
VDS = VGS –VGS(th)
条件： VGS > VGS(th) V DS < VGS–VGS(th)
结型场效应管及其放大电路
－
UGG ＋
ID
D
＋
G －P
N
P UDS
UGS
＋
S
－
＋ UDD
－
二、结型场效应管
1）UGS对导电沟道的影响
（ 1 ） 当 UGS ＝ ０ 时 ， 场 效 应 管 两 侧 的 PN 结均处于零偏置， 形成两个耗尽层,如 图（ａ）所示。此 时耗尽层最薄，导 电沟道最宽，沟道 电阻最小。
二、结型场效应管
二、结型场效应管
3）UDS和UGS 共同作用的情况：
设漏源间加有电压UDS： 当UGS变化时，电流ID将随沟道电阻的变化而变化。
（1）当UGS=0时，沟道电阻最小，电流ID最大。
（2）当|UGS|值增大时，耗尽层变宽，沟道变窄， 沟道电阻变大，电流ID减小， 直至沟道被耗尽层夹断，ID=0。
（ 3 ） 当 0<UGS<UGS(off) 时 ， 电流ID在 零和最 大值之间 变化。改变栅源电压UGS的 大小，能引起管内耗尽层 宽度的变化，从而控制了 电流ID的 大小 。 场效应管 和三极管一样，可看作是 受控电流源，但它是一种 电压控制的电流源。
（2）恒流区（或线性放大区）。图 3.29中间部分是恒流区，在此区域ID不 随UDS的增加而增加，而是随着UGS的 增大而增大，输出特性曲线近似平行
于UDS轴，ID受UGS的控制，表现出
ID /
可
mA
预夹断轨迹
变
电 5阻
4区
恒流区
3
UGS＝ 0 －1 V
2
－2 V
1
－ 3 .4V
0
10
20
夹断区
UDS / V
一、场效应管概述
2、符号：
结型场效应管(JFET)的结构和工作原理
结型场效应管（ＪＦET)得结构与工作原理1、JＦET得结构与符号Ｎ沟道JFEＴP沟道ＪFET２、工作原理（以N沟道JFEＴ为例)N沟道JFET工作时,必须在栅极与源极之间加一个负电压-—VＧS＜0,在D－S间加一个正电压——V DS＞0、栅极—沟道间得PN结反偏，栅极电流ｉG≈０,栅极输入电阻很高(高达10７Ω以上).Ｎ沟道中得多子(电子)由S向D运动,形成漏极电流iＤ。
i D得大小取决于ＶDS得大小与沟道电阻。
改变ＶGS可改变沟道电阻，从而改变i D。
主要讨论V GS对i D得控制作用以及VＤS对iＤ得影响。
①栅源电压ＶGS对i D得控制作用当VＧS〈0时，PN结反偏,耗尽层变宽，沟道变窄，沟道电阻变大，IＤ减小；ＶＧS更负时，沟道更窄，I D更小；直至沟道被耗尽层全部覆盖，沟道被夹断，IＤ≈０。
这时所对应得栅源电压V GS称为夹断电压VＰ。
②漏源电压ＶDS对i D得影响在栅源间加电压V GS<０，漏源间加正电压ＶDS > 0。
则因漏端耗尽层所受得反偏电压为V GD＝V GＳ-V DS，比源端耗尽层所受得反偏电压V GS大，(如:VＧS=-2V, V DS =3V，V P=－９Ｖ,则漏端耗尽层受反偏电压为V GD＝—5V,源端耗尽层受反偏电压为－2V）,使靠近漏端得耗尽层比源端宽,沟道比源端窄,故V DS对沟道得影响就是不均匀得,使沟道呈楔形。
当V DS增加到使VＧD=ＶGS－VＤS＝V P时,耗尽层在漏端靠拢,称为预夹断。
当V DＳ继续增加时，预夹断点下移，夹断区向源极方向延伸。
由于夹断处电阻很大,使ＶDＳ主要降落在该区，产生强电场力把未夹断区得载流子都拉至漏极,形成漏极电流IＤ.预夹断后I D基本不随VＤＳ增大而变化。
①V GＳ对沟道得控制作用当V GS<0时,PＮ结反偏→耗尽层加厚→沟道变窄。
VＧＳ继续减小，沟道继续变窄.当沟道夹断时，对应得栅源电压V GS称为夹断电压V P(或VＧS(ｏff) ）.对于N沟道得ＪFＥＴ,ＶＰ〈0.②V DS对沟道得控制作用当ＶGS=0时,V DＳ→ＩD., G、D间PN结得反向电压增加，使靠近漏极处得耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。
结型场效应管
晶体管工作在放大区时，输入回路 PN 结正偏，输入阻抗小， 且是一个电流控制的有源器件。
场效应管也是一种具有 PN 结的正向受控作用的有源器件， 它是利用电场效应来控制输出电流的大小，其输入端 PN 结一 般工作于反偏状态或绝缘状态。输入电阻很高。
场效应管根据结型场效应管 (JFET) 输入阻抗
沟道电阻 ID基本不变
4.1结型 场效应管
综上分析可知
• 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。
• JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因 此iG0，输入电阻很高。 • JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制 • 预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后， iD趋于饱和。 P沟道JFET工作时，其电源极性与N沟道JFET 的电源极性相反。
4.1结型 场效应管
二、 JFET的特性曲线及参数
iD f ( vGS ) vD Sconst.
1. 转移特性
VP
vGS 2 iD I DSS (1 ) VP
(VP vGS 0)
2. 输出特性
iD f ( vDS ) vGSconst.
4.1结型 场效应管
输出特性
输出特性曲线表达以UGS为参变 量时iD与uDS的关系。根据特性曲线 的各部分特征,分为四个区域： 1)饱和区 饱和区区相当于双极型晶体管
的放大区。其主要特征为： uGS对iD的控制能力很强 ，uDS的变化对iD影响很小。 2）可变电阻区 与双极型晶体管不同，在JFET中，栅源电压uGS对iD上升的斜 率影响较大，随着|UGS|增大，曲线斜率变小，说明JFET的输出电 阻变大。 3） 截止区 当|UGS|>|UP|时，沟道被全部夹断，iD=0，故此区为截止区。
结型场效应管
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(2) 放大区 a. 沟道预夹断 b. uDS≥ |UGS(off)| + uGS c. iD几乎与uDS无关
iD / mA 6 4 2
uDSuGSUGS (off) uGS0V 0.5V 1.0V
放大区1.5V
2.0V
uGSUGS(off)
0
10
20 uDS / V
iD IDS(S1UuGGSS(o)f2f)
称为零偏漏极电流 I i DSS
D
uG S0V uDSUG
S(
off
)
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uDS
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3.1.4 结型场效应管的主要电参数 1．直流参数
(1) 夹断电压UGS(off)
U u GS(offG ) S U ID D 测 S常试 (数 (15V 0μ 值 0) )A
uDS
曲线特点
(1) 对于不同的uDS，对应的转移特性曲线不同。
(2) 当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。
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iD iD
I DSS
uGS0V uGS1 uGS2 uGS3 uGS4
uGS(off)
uGS3 uGS1 uGS1 O uGS O
当管子工作于恒流区时
(b) 导电沟 道夹断
UGS(off)——
N
栅源截止电压或
夹断电压
PP+ +
N型导电沟道
P+
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当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示
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2．当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用
什么是结型场效应管
什么是结型场效应管场效应管是通过改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件。
它不仅具有双极型三极管的体积小,重量轻,耗电少,寿命长等优点,而且还具有输入电阻高,热稳定性好,抗辐射能力强,噪声低,制造工艺简单,便于集成等特点.因而,在大规模及超大规模集成电路中得到了广泛的应用.根据结构和工作原理不同,场效应管可分为两大类: 结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。
在两个高掺杂的P区中间，夹着一层低掺杂的N区（N区一般做得很薄），形成了两个PN结。
在N区的两端各做一个欧姆接触电极，在两个P区上也做上欧姆电极，并把这两个P 区连起来，就构成了一个场效应管。
从N型区引出的两个电极分别为源极S和漏极D，从两个P区引出的电极叫栅极G，很薄的N区称为导电沟道。
结型场效应管分类：N沟道和P沟道两种。
如下图所示为N沟道管的结构和符号。
如右图所示为N沟道结型场效应管的结构示意图。
N沟道结型场效应管正常工作时，在漏-源之间加正向电压，形成漏极电流。
<0，耗尽层承受反向电压，既保证栅-源之间内阻很高，又实现对沟道电流的控制。
★=0时，对导电沟道的控制作用，如下图所示。
◆=0时，=0，耗尽层很窄，导电沟道很宽。
◆│增大时，耗尽层加宽，沟道变窄，沟道电阻增大。
◆│增大到某一数值时，耗尽层闭合，沟道消失，沟道电阻趋于无穷大，称此时的值为夹断电压。
★为~0中某一固定值时，对漏极电流的影响▲=0，由所确定的一定宽的导电沟道，但由于d-s间电压为零，多子不会产生定向移动，=0。
▲>0，有电流从漏极流向源极，从而使沟道各点与栅极间的电压不再相等，沿沟道从源极到漏极逐渐增大，造成靠近漏极一边的耗尽层比靠近源极一边的宽。
如下图（a）所示。
▲从零逐渐增大时，=- 逐渐减小，靠近漏极一边的导电沟道随之变窄。
电流随线性增大。
▲增大，使=，漏极一边耗尽层出现夹断区，称=为预夹断。
▲继续增大，<，夹断区加长。
结型场效应管
结型场效应管结型场效应管（JFET）是一种常用的场效应管。
它是由一对PN结构组成的，可以分为N型JFET和P型JFET两种类型。
JFET通常用作信号放大器或开关，具有高输入阻抗和低输出电阻等优点，在电子设备中得到广泛应用。
结构和工作原理JFET的结构包括了沟道和栅极，通常由半导体材料构成。
当增加栅极电压时，栅极和沟道之间的势垒宽度会发生变化，从而调节沟道中的载流子数量。
当栅极电压增加时，势垒减小，使得沟道中的载流子数量增加，从而增大导通电流；相反，当栅极电压减小时，势垒增加，导致导通电流减小。
因此，通过调节栅极电压，可以实现对JFET的控制。
N型JFETN型JFET的沟道是由N型半导体材料构成，栅极电压使沟道中的电荷密度发生变化。
当栅极与源极之间的电压为负值时，JFET处于截止状态，沟道截断，导通电流几乎为零；当栅极与源极之间的电压为正值时，JFET处于放大状态，沟道导通，导通电流增加。
P型JFETP型JFET的沟道是由P型半导体材料构成，与N型JFET相反，当栅极与源极之间的电压为负值时，P型JFET处于放大状态，沟道导通；当栅极与源极之间的电压为正值时，P型JFET处于截止状态，导通电流几乎为零。
应用领域JFET广泛应用于各种电子设备中，例如放大器、滤波器、振荡器和电压控制器等。
由于JFET具有高输入电阻和低输出电阻的特性，适合用作信号放大器。
此外，JFET还可以作为电子开关，用于控制电路的通断或信号的调节。
结型场效应管是一种重要的场效应管，在电子技术领域具有重要的应用价值。
通过对JFET的结构和工作原理进行深入了解，可以更好地应用它在电子设备中，实现各种功能的设计和控制。
结型场效应管
(a)(b)(c)图XX_01如图XX_01(a)所示，在一块N型半导体材料的两边各扩散一个高杂质浓度的P型区（用P+表示），就形成两个不对称的P+N结。
把两个P+区并联在一起，引出一个电极，称为栅极（g），在N型半导体的两端各引出一个电极，分别称为源极（s）和漏极（d）。
它们分别与三极管的基极（b）、发射极（e）和集电极（c）相对应。
夹在两个P+N结中间的N区是电流的通道，称为导电沟道（简称沟道）。
这种结构的管子称为N沟道结型场效应管，它在电路中用图XX_01(b)所示的符号表示，栅极上的箭头表示栅、源极间P+N结正向偏置时，栅极电流的方向（由P区指向N区）。
实际的JFET结构和制造工艺比上述复杂。
N沟道JFET的剖面图如图XX_01(c)所示。
图中衬底和中间顶部都是P+型半导体，它们连接在一起（图中未画出）作为栅极g。
分别与源极s和漏极d相连的N+区，是通过光刻和扩散等工艺来完成的隐埋层，其作用是为源极s、漏极d提供低阻通路。
三个电极s、g、d分别由不同的铝接触层引出。
图XX_02(a)(b)如果在一块P型半导体的两边各扩散一个高杂质浓度的N+区，就可以制成一个P沟道的结型场效应管。
图XX_02给出了这种管子的结构示意图和它在电路中的代表符号。
由结型场效应管代表符号中栅极上的箭头方向，可以确认沟道的类型。
N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完全相同，现以N沟道结型场效应管为例，分析其工作原理。
图XX_01N沟道结型场效应管工作时，也需要外加如图XX_01所示的偏置电压，即在栅极与源极间加一负电压(v GS＜0)，使栅、源极间的P+N结反偏，栅极电流i G≈0，场效应管呈现很高的输入电阻(高达108 左右)。
在漏极与源极间加一正电压(v DS＞0)，使N沟道中的多数载流子电子在电场作用下由源极向漏极作漂移运动，形成漏极电流i D。
i D的大小主要受栅源电压v GS控制，同时也受漏源电压v DS的影响。
结型场效应管p沟道的工作原理
结型场效应管p沟道的工作原理结型场效应管（p沟道）是一种常见的电子器件，具有重要的工作原理和应用。
在本文中，我们将详细讨论结型场效应管（p沟道）的工作原理，并探索其在电子领域的广泛应用。
1. 介绍和背景知识结型场效应管（p沟道）是一种半导体器件，由掺杂有正电荷的p型材料和负电荷的n型材料组成。
它属于一类双极性器件，既可以用作放大器，也可以用作开关。
2. 结型场效应管（p沟道）的结构结型场效应管（p沟道）的结构包括栅极、漏极和源极。
栅极与漏极之间通过氧化层隔开，形成一个电容。
当施加在栅极和源极之间的电压改变时，场效应管的导电性也会发生变化。
3. 工作原理在结型场效应管（p沟道）正常工作时，当施加一个正电压到栅极上时，栅极与源极之间的电势差增大。
这将产生一个电场，使得p型材料中的电子被吸引到栅极接近的地方，从而形成一个导电通道。
这个导电通道使得电流能够流经源极和漏极之间。
4. 控制电流结型场效应管（p沟道）的工作原理是通过改变栅极与源极之间的电压来控制漏极和源极之间的电流。
当栅极和源极之间的电压较低时，导电通道的电阻较高，电流几乎不会流过。
然而，当栅极和源极之间的电压增加时，电阻减小，电流开始流过。
5. 优点和应用结型场效应管（p沟道）具有许多优点。
它具有高输入阻抗和低输出阻抗，能够在低功率条件下工作，从而减少能量消耗。
它还具有较小的尺寸和重量，适合集成电路的应用。
结型场效应管（p沟道）在电子领域有广泛的应用。
它可以用作放大器，将小信号放大到较大的信号，用于音频放大器和无线电传输。
它还可以用作数字开关，将输入信号转换为高电平和低电平，用于计算机和通信系统。
总结与回顾：结型场效应管（p沟道）是一种常见的电子器件，其工作原理基于通过改变栅极与源极之间的电压来控制电流。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗和能耗低的特点，适用于放大器和开关应用。
这种器件在音频放大器、无线电传输、计算机和通信系统等领域得到广泛应用。
结型场效应管 阻抗变换
结型场效应管阻抗变换
结型场效应管（JFET）是一种常用的场效应管，它具有高输入
阻抗和低噪声特性，因此在许多电子电路中被广泛应用。
阻抗变换
是指通过JFET来改变电路的输入或输出阻抗，以便更好地适配其他
电路或器件。
下面我将从不同角度来解释结型场效应管的阻抗变换。
首先，JFET可以用作电路的高阻抗输入器件。
由于JFET的门
极具有非常高的输入阻抗，因此可以用来将输入信号的阻抗变换为
更高的数值，以适配后续电路的要求。
这在许多放大器和传感器接
口电路中非常有用，可以有效地减少信号源和接收电路之间的阻抗
不匹配问题。
其次，JFET还可以用作电路的低阻抗输出器件。
通过合适的偏
置和负载电路设计，JFET可以将其输出阻抗变换为较低的数值，以
便驱动后续的电路或负载。
这种阻抗变换在信号处理电路和功率放
大器中非常常见，可以有效地提高系统的整体性能。
另外，JFET还可以作为阻抗匹配器件来使用。
通过适当选择JFET的工作点和连接方式，可以实现输入和输出阻抗之间的匹配，
从而最大限度地传递信号能量并减少信号反射。
这对于高频电路和
射频电路来说尤为重要，可以帮助提高系统的稳定性和性能。
总的来说，结型场效应管可以通过适当的电路设计和连接方式来实现阻抗的变换，从而更好地适配不同的电路和器件。
它在电子电路中扮演着非常重要的角色，为我们提供了灵活和有效的阻抗匹配和转换解决方案。
结型场效应管
场效应管场效应管(Field Effect Transistor,缩写FET)，是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。
工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件一、结型场效应管(Junction Field Effect Transistor ，JFET)1、结构与符号主要以N 沟道为例说明。
在同一块N 型半导体上制作两个高掺杂的P 区。
并将它们连在一起，所引出的电极叫栅极g (gate)，N 型半导体的两端分别引出两个电极，一个称为漏极d (drain)，一个称为源极s (source)。
P 区和N 区的交界面形成耗尽层，漏极和源极间的非耗尽层区域称为导电沟道。
2、结型场效应管的工作原理(1) 栅 - 源 电压对沟道的控制作用在栅源间加负电压GS U ， 令DS U =0.① 当GS U =0时，为平衡PN 结，耗尽层最窄，导电沟道最宽；② 当│GS U │↑时，PN 结反偏，耗尽层变宽，导电沟道变窄，沟道电阻增大。
③ 当│GS U │↑到一定值时 ，沟道会完全合拢。
沟道电阻无穷大，称此时GS U 的值为夹断电压)(off GS U 。
(2) (当GS U 为)(off GS U ~0中某一个固定值时) 漏 - 源 电压DS U 对沟道的控制作用 ① 当GS U 为)(off GS U ~0中某一个固定值时,若DS U=0时，则虽然存在由GS U 所确定的一定宽度的导电，但由于d-s 间电压为零，多子不会产生定向移动，因而漏极电流D i =0。
② DS U ↑→D i ↑→靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，呈楔形分布。
注：DS U 的存在，使得漏极附近的电位高，而源极附近的电位低，即沿N 型导电沟道从漏极到源极形成一定的电位梯度，这样靠近漏极附近的PN 结所加的反向偏置电压大，耗尽层宽；靠近源极附近的PN 结反偏电压小，耗尽层窄，导电沟道成为一个楔形③ 因为 栅 - 源 电压GD U =GS U-DS U ，所以当DS U 从零逐渐增大时，GD U 逐渐减小，靠近漏极一边的导电沟道必将随之变窄。
三极管_与结型场效应管__概述及解释说明
三极管与结型场效应管概述及解释说明1. 引言1.1 概述三极管和结型场效应管是现代电子技术中最常用的两种电子元件。
它们在电子设备中扮演着重要的角色，起到放大、开关和调节电流等功能。
本文将对三极管和结型场效应管进行概述，并比较它们之间的区别和应用范围。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、三极管的概述、结型场效应管的概述、三极管与结型场效应管之间的比较以及结论和总结。
在接下来的内容中，我们将详细介绍这些内容以帮助读者更好地理解三极管和结型场效应管。
1.3 目的本文旨在全面介绍三极管和结型场效应管的原理、特点和应用，并通过比较它们之间的差异来帮助读者了解如何选择合适的元件来满足特定的需求。
此外，本文还会展望未来这两种元件在电子领域中可能存在的发展趋势和研究方向。
通过阅读本文，读者将能够对三极管和结型场效应管有更深入的认识，以在实际应用中做出明智的选择和决策。
2. 三极管的概述:2.1 原理及特点:三极管是一种电子器件，由PNP或NPN型晶体管构成。
它的基本原理是通过不同控制信号的变化来改变电流和电压的放大作用。
三极管具有增益高、工作稳定等特点，被广泛应用于放大、开关以及时钟电路等领域。
2.2 三极管的分类:根据结构和工作原理，三极管可分为常规PNP和NPN型三极管、功率三极管以及场效应晶体管。
常规PNP和NPN型三极管中，PNP型在基区加正电压时控制主流进入集电区，而NPN型则是通过负电压控制主流。
功率三极管通常用于高频放大器、发射机及功率放大器等需要处理较大功率信号的场合。
场效应晶体管是另一类重要的三极管类型, 它根据结构和工作原理分为增强型场效应晶体管（n-channel MOSFET）和耗尽型场效应晶体管（p-channel MOSFET）两种。
2.3 三极管的应用:由于其高度可控性和放大能力，在电子领域中广泛应用。
三极管可作为放大器使用，将弱信号放大到足够的大小以便驱动其他元件。
此外，它们还常用于开关电路中，通过控制输入信号来控制输出电流的通断。
结型场效应管
结型场效应管场效应管场效应管（FjeldEffect Transistor简称FET ）是利用电场效应来控制半导体中电流的一种半导体器件，故因此而得名。
场效应管是一种电压控制器件，只依靠一种载流子参与导电，故又称为单极型晶体管。
与双极型晶体三极管相比，它具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗小、制造工艺简单和便于集成化等优点。
场效应管有两大类，结型场效应管JFET和绝缘栅型场效应管IGFET，后者性能更为优越，发展迅速，应用广泛。
图Z0121 为场效应管的类型及图形、符号。
一、结构与分类图Z0122为N沟道结型场效应管结构示意图和它的图形、符号。
它是在同一块N型硅片的两侧分别制作掺杂浓度较高的P型区（用P+表示），形成两个对称的PN结，将两个P区的引出线连在一起作为一个电极，称为栅极（g），在N型硅片两端各引出一个电极，分别称为源极（s）和漏极（d）。
在形成PN结过程中，由于P+区是重掺杂区，所以N一区侧的空间电荷层宽度远大二、工作原理N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完全相同，只是偏置电压的极性和载流子的类型不同而已。
下面以N沟道结型场效应管为例来分析其工作原理。
电路如图Z0123所示。
由于栅源间加反向电压，所以两侧PN结均处于反向偏置，栅源电流几乎为零。
漏源之间加正向电压使N型半导体中的多数载流子-电子由源极出发，经过沟道到达漏极形成漏极电流I D。
1．栅源电压U GS对导电沟道的影响（设U DS＝0）在图Z0123所示电路中，U GS＜0，两个PN结处于反向偏置，耗尽层有一定宽度，I D=0。
若|U GS| 增大，耗尽层变宽，沟道被压缩，截面积减小，沟道电阻增大；若|U GS| 减小，耗尽层变窄，沟道变宽，电阻减小。
这表明U GS控制着漏源之间的导电沟道。
当U GS负值增加到某一数值V P时，两边耗尽层合拢，整个沟道被耗尽层完全夹断。
（V P称为夹断电压）此时，漏源之间的电阻趋于无穷大。
结型场效应管工作原理
结型场效应管工作原理
结型场效应管（JFET）工作原理是通过调节栅极电压来控制
源极和漏极之间的电流流动。
JFET有两种类型：P型JFET和
N型JFET。
对于N型JFET，它由三个掺杂浓度不同的硅层构成，即中间
的P型层夹在两个N型层之间。
源极为N型，漏极为N型，
中间的P型层就是栅极。
当在源极和漏极之间施加一个正向
电压时，形成的电场，会将两个N型层之间的P型层挤压窄，从而形成一个N沟道。
电荷载流子在N沟道内流动，形成了
漏极电流。
在这种情况下，栅极电势低于源极电势，从而导致
P型层与N型层之间的PN结反偏。
当在栅极电势低于源极电
势时，流经N沟道的电流减小，从而形成了一种电流控制的
器件。
对于P型JFET，其工作原理与N型JFET相似，但有所不同。
P型JFET由两个掺杂浓度不同的硅层构成，即中间的N型层
夹在两个P型层之间。
源极是P型，漏极也是P型，中间的N 型层就是栅极。
当在源极和漏极之间施加一个负向电压时，形成的电场，会将两个P型层之间的N型层挤压窄，从而形成
一个P沟道。
电荷载流子在P沟道内流动，形成了漏极电流。
在这种情况下，栅极电势高于源极电势，从而导致N型层与P 型层之间的PN结反偏。
当在栅极电势高于源极电势时，流经
P沟道的电流减小，从而形成了一种电流控制的器件。
总的来说，JFET的工作原理是根据栅极与源极电势之间的关
系来控制载流子的流动，从而实现对电流的控制。
结型场效应管和绝缘栅型场效应管的区别
•结型场效应管和绝缘栅型场效应管的区别(1)从包装上辨别由于绝缘栅型场效应管的栅极易被击穿损坏，所以管脚之间一般都是短路的或是用金属箔包裹的；而结型场效应管在包装上无特别要求。
(2)用指针式万用表的电阻档测量用万用表的“R谴k”档或“R?00”档测G、S管脚间的阻值，若正、反向电阻都很大近乎不导通，则此管为绝缘栅型管；若电阻值呈PN结的正、反向阻值，此管为结型管。
2、用万用表电阻档判别结型场效应管管脚一般用R?k或R?00档进行测量，测量时，任选两管脚，测正、反向电阻，阻值都相同(均为几千欧)时，该两极分别为D、S极(在使用时，这两极可互换)，余下的一极为由于绝缘栅型场效应管在测量时易损坏，所以不使用此方法进行管脚识别，一般以查手册为宜。
=======================场效应管检测方法与经验一、用指针式万用表对场效应管进行判别（1）用测电阻法判断结型场效应管的电极根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极。
详细办法：将万用表拨在R?k档上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。
当某两个电极的正、反向电阻值相等，且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D和源极S。
因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换，剩下的电极确定是栅极Ｇ。
也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）任意接触一个电极，另一只表笔顺次去接触其余的两个电极，测其电阻值。
当涌现两次测得的电阻值近似相等时，则黑表笔所接触的电极为栅极，其余两电极分别为漏极和源极。
若两次测出的电阻值均很大，说明是ＰＮ结的反向，即都是反向电阻，可以判定是Ｎ沟道场效应管，且黑表笔接的是栅极；若两次测出的电阻值均很小，说明是正向ＰＮ结，等于正向电阻，判断为Ｐ沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。
若不呈现上述情形，可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试，直到判别出栅极为止。
（2）用测电阻法判别场效应管的好坏测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极Ｇ1与栅极Ｇ2之间的电阻值同场效应管手册表明的电阻值是否相符去判别管的好坏。
结型场效应管的应用
结型场效应管的应用结型场效应管啊，就像是电子电路里的魔法小精灵。
你看它小小的身材，却有着大大的能量。
在音频放大电路里，它就像是一个超级歌手的扩音器。
普通的声音信号进去，经过它的“魔法加持”，就像小老鼠瞬间变成了大老虎一样，那音频信号被放大得超级响亮。
就好比你原本小声嘀咕的一句话，被这个小管子一下子变成了在山谷里回荡的大喊，把那些微弱的声音细节都给完美地展现出来，让音乐听起来更加震撼，就像在你的耳边开了一场盛大的音乐会。
在模拟开关电路中，它就像一个超级灵活的交通警察。
电流信号就像是马路上的车辆，它可以轻松地指挥这些“车辆”，什么时候让它们通过，什么时候把路给堵住。
而且这个“警察”还特别聪明，不会乱指挥，就像有着最精准的判断力，确保电路的运行就像交通高峰期的城市道路一样井然有序。
它还像是电子设备里的减肥教练呢。
在一些电路里，它能有效地控制电流，就像减肥教练控制你的饮食一样精准。
它会把多余的电流“脂肪”减掉，让电路以最健康、最节能的状态运行。
这可不像那些贪吃的电路元件，总是无节制地消耗电流，它就像是电路里的一股清流，让整个设备都能保持良好的“身材”，不会因为过度消耗电能而变得臃肿不堪。
在射频电路中，结型场效应管又像是一个超级灵敏的雷达探测器。
那些微弱的射频信号就像远方飘来的一丝丝蛛丝马迹，它能敏锐地捕捉到，然后把这些信号处理得妥妥当当。
就好比雷达探测到一个极小的飞行物，它能把这个飞行物的各种信息都清晰地呈现出来，让整个射频电路的工作就像一个超级间谍在执行秘密任务一样精准高效。
在信号调制电路里，它像是一个神奇的魔术师。
把输入的信号变来变去，一会儿把信号的幅度变成自己想要的样子，就像把一个小盒子瞬间变成了一个大箱子；一会儿又改变信号的频率，就像把一首慢歌变成了快歌，而且还不会把信号变得乱七八糟，总是能按照设计的要求把信号调制得恰到好处，就像一个技艺高超的厨师，能把食材做成各种美味佳肴。
这个小小的结型场效应管啊，虽然在电子世界里看起来毫不起眼，但它的作用就像一颗小小的螺丝钉对于整个机器一样重要。
结型场效应管的工作原理
结型场效应管的工作原理
结型场效应管（MOSFET）是一种电子器件，它的功能是在电路中控制电流的流动。
它可用于控制电路的开关，也可用于控制电路的灵敏度。
它的工作原理是通过对电子结构进行控制，从而控制电子结构内部的电场，从而改变晶体管的电子结构，从而改变电子结构内部的电流。
MOSFET的结构由一个基极、两个源极和一个漏极组成。
其中，基极的作用是用来控制电流流动的，源极和漏极的作用是用来连接电路的。
MOSFET的工作原理是，当外界施加一个电压时，会使基极和源极之间的垂直电场发生变化，这就会导致MOS结构内部的电场发生变化，从而改变晶体管内部电子结构，从而改变晶体管内部的电流。
MOSFET的工作原理在很多电子设备中都得到了广泛应用，它具有低功耗、高灵敏度、低噪声等优势。
另外，MOSFET也可以用于控制电路的开关，因为它具有很高的开关速度，这也使它在很多领域得到了广泛应用。
总之，结型场效应管（MOSFET）的工作原理是通过控制电子结构来控制电子结构内部的电场，从而改变晶体管的电子结构，从而改变晶体管内部的电流。
MOSFET具有低功耗、高灵敏度、低噪声等优势，因此它已经被广泛应用于各种电子设备中。
场效应管及其参数符号意义
场效应管及其参数符号意义场效应管（英缩写FET）是电压控制器件，它由输入电压来控制输出电流的变化。
它具有输入阻抗高噪声低，动态范围大，温度系数低等优点，因而广泛应用于各种电子线路中。
供应信息需求信息一、场效应管的结构原理及特性场效应管有结型和绝缘栅两种结构，每种结构又有N沟道和P沟道两种导电沟道。
1、结型场效应管（JFET）（1）结构原理它的结构及符号见图1。
在N型硅棒两端引出漏极D和源极S两个电极，又在硅棒的两侧各做一个P区，形成两个PN结。
在P区引出电极并连接起来，称为栅极Go这样就构成了N型沟道的场效应管图1、N沟道结构型场效应管的结构及符号由于PN结中的载流子已经耗尽，故PN基本上是不导电的，形成了所谓耗尽区，从图1中可见，当漏极电源电压ED一定时，如果栅极电压越负，PN结交界面所形成的耗尽区就越厚，则漏、源极之间导电的沟道越窄，漏极电流ID就愈小；反之，如果栅极电压没有那么负，则沟道变宽，ID变大，所以用栅极电压EG可以控制漏极电流ID的变化，就是说，场效应管是电压控制元件。
（2）特性曲线1）转移特性图2（a）给出了N沟道结型场效应管的栅压---漏流特性曲线，称为转移特性曲线，它和电子管的动态特性曲线非常相似，当栅极电压VGS=0时的漏源电流。
用IDSS表示。
VGS变负时，ID逐渐减小。
ID接近于零的栅极电压称为夹断电压，用VP表示，在0≥VGS≥VP的区段内，ID与VGS的关系可近似表示为：ID=IDSS（1-|VGS/VP|）△△）|VDS=常微（微欧）|其跨导gm为：gm=（ID/VGS式中：ID△-----漏极电流增量（微安）△-----栅源电压增量（伏）VGS图2、结型场效应管特性曲线2）漏极特性（输出特性）图2(b)给出了场效应管的漏极特性曲线，它和晶体三极管的输出特性曲线很相似。
①可变电阻区（图中I区）在I区里VDS比较小，沟通电阻随栅压VGS而改变，故称为可变电阻区。
当栅压一定时，沟通电阻为定值，ID随VDS近似线性增大，当VGS＜VP时，漏源极间电阻很大（关断）。
结型场效应晶体管符号
结型场效应晶体管符号结型场效应晶体管，也称为JFET，是一种广泛应用于电子电路中的场效应器件。
它具有简单的结构和较高的放大系数，适用于低至中等功率应用。
JFET的主要工作原理是基于半导体材料中的本质电荷分布和构成PN结的原理。
JFET是由两个掺杂不同类型材料的半导体片组成的。
其中一侧是N型掺杂半导体，另外一侧是P型掺杂半导体。
两个掺杂部分之间的界面形成了一个PN结。
当我们施加一个反向电压到PN结时，半导体中的载流子数量减少，电阻变大，电流减小。
这种材料的特性是可以控制的，因此可以将其应用于电子电路中。
在JFET中，跨越PN结的两个掺杂区被连接在一起，形成了一个叫做“沟道”的区域。
沟道是N型和P型半导体掺杂区之间没有PN结的区域。
沟道的长度和宽度可以控制，这样就可以控制电荷的流动。
JFET的符号如下：它由三个部分组成：门极（G），漏极（D）和源极（S）。
门极是在沟道的一端，它被用于控制电流的流动。
漏极是在沟道的另外一端，它是电流的输出端。
源极是位于沟道的内部，它是电流的输入端。
JFET的符号告诉我们电子可以从源极向漏极流动，同时门极用于控制电流的流动。
JFET的工作原理基于材料的特性，我们可以在门极处施加一个电压，这会形成一个电场，在沟道中创造出一个不同的电荷分布。
这种电场可以促使沟道中的电子获得动能，从而流动到漏极并产生电流。
当门极电压为零时，JFET是一个开路器件，它的电阻极大，电流非常小。
当我们将正电压施加到门极时，它会吸引漏极的电子，电流从漏极到源极的路径减小，这将导致电源极到漏极的电流减少。
反过来，当将负电压施加到门极时，电荷被排斥，沟道的宽度增加，电流从源极到漏极的路径增大，电源极到漏极的电流也随之增加。
总之，JFET是一种非常实用的电子电路器件，它的结构简单，工作可靠，并且可以控制电子流动的速度和方向。
在许多功率控制应用中，JFET可以被用于放大电压和电流。
同时，在许多实际应用中，JFET也可以作为利基二极管（Zener diode）等元件来使用。
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结型场效应管如图XX_01(a)所示，在一块N型半导体材料的两边各扩散一个高杂质浓度的P型区（用P+表示），就形成两个不对称的P+N结。
把两个P+区并联在一起，引出一个电极，称为栅极（g），在N型半导体的两端各引出一个电极，分别称为源极（s）和漏极（d）。
它们分别与三极管的基极（b）、发射极（e）和集电极（c）相对应。
夹在两个P+N结中间的N区是电流的通道，称为导电沟道（简称沟道）。
这种结构的管子称为N沟道结型场效应管，它在电路中用图XX_01(b)所示的符号表示，栅极上的箭头表示栅、源极间P+N结正向偏置时，栅极电流的方向（由P区指向N区）。
实际的JFET结构和制造工艺比上述复杂。
N沟道JFET的剖面图如图XX_01(c)所示。
图中衬底和中间顶部都是P+型半导体，它们连接在一起（图中未画出）作为栅极g。
分别与源极s和漏极d相连的N+区，是通过光刻和扩散等工艺来完成的隐埋层，其作用是为源极s、漏极d提供低阻通路。
三个电极s、g、d分别由不同的铝接触层引出。
如果在一块P 型半导体的两边各扩散一个高杂质浓度的N +区，就可以制成一个P 沟道的结型场效应管。
图XX_02给出了这种管子的结构示意图和它在电路中的代表符号。
由结型场效应管代表符号中栅极上的箭头方向，可以确认沟道的类型。
N 沟道和P 沟道结型场效应管的工作原理完全相同，现以N 沟道结型场效应管为例，分析其工作原理。
N 沟道结型场效应管工作时，也需要外加如图XX_01所示的偏置电压，即在栅极与源极间加一负电压(v GS ＜0)，使栅、源极间的P +N 结反偏，栅极电流i G ≈0，场效应管呈现很高的输入电阻(高达108 左右)。
在漏极与源极间加一正电压(v DS ＞0)，使N 沟道中的多数载流子电子在电场作用下由源极向漏极作漂移运动，形成漏极电流i D 。
i D 的大小主要受栅源电压v GS 控制，同时也受漏源电压v DS 的影响。
因此，讨论场效应管的工作原理就是讨论栅源电压v GS 对漏极电流i D （或沟道电阻）的控制作用，以及漏源电压v DS 对漏极电流i D 的影响1．v GS 对i D 的控制作用图XX_02所示电路说明了v GS 对沟道电阻的控制作用。
为便于讨论，先假设漏源极间所加电压v DS =0。
当栅源电压v GS =0时，沟道较宽，其电阻较小。
当v GS <0，且其大小增加时，在这个反偏电压的作用下，两个P +N 结耗尽层将加宽。
由于N 区掺杂浓度小于P +区，因此，随着的增加，耗尽层将主要向N 沟道中扩展，使沟道变窄，沟道电阻增大，如图XX_02(b)所示。
当进一步增大到一定值时，两侧的耗尽层将在中间合拢，沟道全部被夹断，如图XX_02(c)所示。
由于耗尽层中没有载流子，因此这时漏源极间的电阻将趋于无穷大，即使加上一定的v DS ，漏极电流i D 也将为零。
这时的栅源电压称为夹断电压，用V P 表示。
2．v DS 对i D 的影响图XX_01设vGS 值固定，且VP<vGS<0。
当漏源电压vDS从零开始增大时，沟道中有电流iD流过。
由于沟道存在一定的电阻，因此，iD沿沟道产生的电压降使沟道内各点的电位不再相等，漏极端电位最高，源极端最低。
这就使栅极与沟道内各点间的电位差不再相等，其绝对值沿沟道从漏极到源极逐渐减小，在漏极端最大(为)，即加到该处P+N结上的反偏电压最大，这使得沟道两侧的耗尽层从源极到漏极逐渐加宽，沟道宽度不再均匀，而呈楔形，如图XX_03(a)所示。
在vDS 较小时，它对iD的影响应从两个角度来分析：一方面vDS增加时，沟道的电场强度增大，iD随着增加；另一方面，随着vDS的增加，沟道的不均匀性增大，即沟道电阻增加，iD 应该下降，但是由于vDS较小时，沟道的不均匀性不明显，在漏极端的沟道仍然较宽，即vDS对沟道电阻影响不大，故iD 随vDS增加而增加。
随着vDS的增加，靠近漏极一端的P+N结上承受的反向电压增大，这里的耗尽层相应变宽，沟道电阻相应增加，iD 随vDS上升的速度趋缓。
当vDS 增加到vDS=vGS-VP，即vGD=vGS-vDS=VP(夹断电压)时，漏极附近的耗尽层即在A点处合拢，如图XX_03(b)所示，这种状态称为预夹断。
与前面讲过的整个沟道全被夹断不同，预夹断后，漏极电流iD¹0。
因为这时沟道仍然存在，沟道内的电场仍能使多数载流子电子作漂移运动，并被强电场拉向漏极。
若vDS 继续增加，使vDS＞vGS－vP即vGD＜VP时，耗尽层合拢部分会有增加，即自A点向源极方向延伸，如图XX_03(c)，夹断区的电阻越来越大，但漏极电流iD 却基本上趋于饱和，即iD不随vDS的增加而增加。
因为这时夹断区电阻很大，vDS的增加量主要降落在夹断区电阻上，沟道电场强度增加不多，因而iD 基本不变。
但当vDS增加到大于某一极限值(用V(BR)DS表示)后，漏极一端P+N结上反向电压将使P+N结发生雪崩击穿，iD 会急剧增加，正常工作时vDS不能超过V(BR)DS。
从结型场效应管正常工作时的原理可知：①结型场效应管栅极与沟道之间的P+N结是反向偏置的，因此，栅极电流iG≈0，输入阻抗很高。
②漏极电流受栅源电压vGS 控制，所以场效应管是电压控制电流器件。
③预夹断前，即vDS较小时，iD与vDS间基本呈线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。
P沟道结型场效应管工作时，电源的极性与N沟道结型场效应管的电源极性相反。
上述分析表明，改变栅源电压vGS 的大小，可以有效地控制沟道电阻的大小。
若同时在漏源极间加上固定的正向电压vDS，则漏极电流iD将受vGS 的控制，增大时，沟道电阻增大，iD减小。
上述效应也可以看作是栅、源极间的偏置电压在沟道两边建立了电场，电场强度的大小控制了沟道的宽度，从而控制了沟道电阻的大小，也就是控制了漏极电流iD的大小。
由于结型场效应管的栅极输入电流iG>>0，因此很少应用输入特性，常用的特性曲线有输出特性曲线和转移特性曲线。
1．输出特性曲线输出特性曲线用来描述vGS 取一定值时，电流iD和电压vDS间的关系，即。
它反映了漏极电压vDS对iD的影响。
图XX_01是一个N沟道结型场效应管的输出特性曲线。
由此图可见，结型场效应管的工作状态可划分为四个区域。
(1) 可变电阻区可变电阻区位于输出特性曲线的起始部分，它表示vDS 较小、管子预夹断前，电压vDS与漏极电流iD间的关系。
在此区域内有VP ＜vGS≤0，vDS＜vGS－VP。
当vGS一定，vDS较小时，vDS对沟道影响不大，沟道电阻基本不变，iD 与vDS之间基本呈线性关系。
若增加，则沟道电阻增大，输出特性曲线斜率减小。
所以，在vDS 较小时，源、漏极间可以看作是一个受vGS控制的可变电阻，故称这一区域为可变电阻区。
这一特点常使结型场效应管被作为压控电阻而广泛应用。
图XX_01(2) 饱和区(也称恒流区)当VP ＜vGS≤0且vDS≥vGS－VP时，N沟道结型场效应管进入饱和区，即图中特性曲线近似水平的部分。
它表示管子预夹断后，电压vDS与漏极电流iD 间的关系。
饱和区的特点是iD几乎不随vDS的变化而变化，iD已趋于饱和，但它受vGS的控制。
增加，沟道电阻增加，iD减小。
场效应管作线性放大器件用时，就工作在饱和区。
应当指出，图XX_01中左边的虚线是可变电阻区与饱和区的分界线，是结型场效应管的预夹断点（vDS =vGS-VP）的轨迹。
显然，预夹断点随vGS 改变而变化，vGS愈负，预夹断时的vDS越小。
(3) 击穿区管子预夹断后，若vDS 继续增大，当栅漏极间P+N结上的反偏电压vGD增大到使P+N结发生击穿时，iD将急剧上升，特性曲线进入击穿区。
管子被击穿后再不能正常工作。
(4) 截止区(又称夹断区)当栅源电压≥ 时，沟道全部被夹断，iD≈0，这时场效应管处于截止状态。
截止区处于输出特性曲线图的横座标轴附近(图XX_01中未标注)。
2. 转移特性曲线转移特性曲线用来描述vDS 取一定值时，iD与vGS间的关系的曲线，即它反映了栅源电压vGS 对iD的控制作用。
由于转移特性和输出特性都是用来描述vGS 、vDS及iD间的关系的，所以转移特性曲线可以根据输出特性曲线绘出。
作法如下：在图XX_01所示的输出特性中作一条vDS =10V的垂线，将此垂线与各条输出特性曲线的交点A、B和C所对应的iD、vGS的值转移到iD-vGS直角坐标系中，即可得到转移特性曲线，如图XX_02(a)所示。
(a)vDS =10V时的转移特性曲线 (b)vDS取不同值时的转移特性曲线图XX_02改变vDS 的大小，可得到一族转移特性曲线，如图XX_02(b)所示。
由此图可以看出，当vDS≥ （图中为vDS≥5V）后，不同vDS下的转移特性曲线几乎重合，这是因为在饱和区内iD 几乎不随vDS而变。
因此可用一条转移特性曲线来表示饱和区中iD与vGS的关系。
在饱和区内iD可近似地表示为(VP ＜vGS≤0) (5.1.1)式中IDSS 为vGS=0，vDS≥ 时的漏极电流，称为饱和漏极电流。
1. 夹断电压VP 。
当vDS为某一固定值(例如10V)，使iD等于某一微小电流(例如50mA)时，栅源极间所加的电压即夹断电压。
2. 饱和漏极电流IDSS 。
在vGS=0的条件下，场效应管发生预夹断时的漏极电流。
对结型场效管来说，IDSS也是管子所能输出的最大电流。
3. 直流输入电阻RGS。
它是在漏源极间短路的条件下，栅源极间加一定电压时的栅源直流电阻。
4. 低频跨导gm 。
当vDS为常数时，漏极电流的微小变化量与栅源电压vGS的微小变化量之比为低频跨导，即(5.1.2)g m反映了栅源电压对漏极电流的控制能力，是表征场效应管放大能力的一个重要参数。
单位为西门子(s)，有时也用ms或m s表示。
需要指出的是，gm 与管子的工作电流有关，iD越大，gm就越大。
在放大电路中，场效应管工作在饱和区(恒流区)，gm可由式和计算求得，即5. 输出电阻rd 。
当vGS为常数时，漏源电压的微小变化量与漏极电流iD的微小变化量之比为输出电阻rd，即r d反映了漏源电压v DS对i D的影响。
在饱和区内，i D几乎不随v DS而变化，因此，r d数值很大，一般为几十千欧~几百千欧。
6. 极间电容Cgs 、Cgd、Cgs。
Cgs是栅源极间存在的电容，Cgd是栅漏极间存在的电容。
它们的大小一般为1~3pF，而漏源极间的电容Cds约为0.1~1pF。
在低频情况下，极间电容的影响可以忽略，但在高频应用时，极间电容的影响必须考虑。
7. 最大漏源电压V(BR)DS 。
指管子沟道发生雪崩击穿引起iD急剧上升时的vDS值。