与双极型三极管相比

与双极型三极管相比：

双极型三极管只有两种用途：

①一是当作电流控制器件用来组成放大电路；

②二是在数字电路中用做开关元件。

3、学习方法

场效应管是代替双极型三极管的一个性能更好的三极管，所以在学习的过程中一定要与双极型三极管来对比，不能当作一个全新的器件来学习。

在学习这部分内容之前，先了解场效应管的作用，场效应管的应用与双极型三极管基本相同，只是场效应管的输入电阻比较大，性能指标更好些，学习中不要把场效应管与双极型三极管割裂开来，应注意比较它们的相同点和不同点。可以这样类比：栅极与基极对应，漏极与集电极对应，源极与发射极对应。

场效应管又叫做单极型三极管，共有三种用途：一是当作压控可变电阻，即非线性电阻来使用；二是当作电压控制器件用来组成放大电路；三是在数字电路中用做开关元件。双极型三极管只有两种用途：一是当作电流控制器件用来组成放大电路；二是在数字电路中用做开关元件。

4、再次强调电压参考方向和电流参考方向的约定问题

教材中的场效应管的特性曲线是在某种参考方向的约定下得出的，但是教材中没有强调这个问题，教材的编写认为学生对电路的理解已经很到位，但是实际情况并非如此。所以在此必须再次特别强调这个问题。

5、场效应管的分类：

JFET和IGFET。JFET又分N沟道JFET和P沟道JFET。IGFET主要是MOSFET，N沟道增强型、N沟道耗尽型、P沟道增强型、P沟道耗尽型。

6、JFET的工作原理：

学习中不要把场效应管与双极型三极管割裂开来，应注意比较它们的相同点和不同点。可以这样类比：栅极与基极对应，漏极与集电极对应，源极与发射极对应。

以N沟道JFET为例，按照如下的思路来讲解：

（1）电压源V GS和电压源V DS都不起作用，电压值均为0；

（2）只有电压源V GS起作用，电压源V DS的电压值为0；

（3）只有电压源V DS起作用，电压源V GS的电压值为0；

（4）电压源V GS和电压源V DS同时起作用。

在给出各种情况下的结型场效应管的工作状态时，同时画出对应的输出特性曲线。

强调电压源V GS的真实方向，电压源V GS让PN结处于反偏状态，所以V GS为一个负数。

电压源V GS控制导电沟道的宽窄，从而改变导电沟道的电阻，再控制漏极电流的大小，

体现了电压对电流的一个控制能力，可以组成放大电路。

在使用课件过程中，请主义不同的电压源和其对应产生的PN结使用不同颜色的线条给出，对应关系一目了然。

6.1 V DS =0伏、V GS = 0伏时JFET的工作状态

这种情况下两个PN结处于零偏置状态，它们中间的区域是导电沟道。而且导电沟道从漏极到源极平行等宽。用画有黑色的斜线的区域表示达到动态平衡时的PN结。如图1所示。这时导电沟道的电阻记为R1。

图1 V DS =0伏、V GS = 0伏时JFET的工作状态

6.2当V DS =0伏时分别讨论V GS 分别为-1伏和V p时JFET的工作状态

1)V DS =0伏、│V GS│逐渐增加V GS = -1伏

图2 V DS =0伏、V GS = -1伏时JFET的工作状态

如图2所示。画有黑色的左斜线的区域所表示的PN结是没有外加电压源时自然形成的。外加电压源V GS使PN结处于反偏状态，PN结的宽度增加，增加的这一部分用画有红色的右斜线的区域来表示。同时将电压源V GS也画成红色，电压源的符号和其产生的PN结均画成

红色，对应关系一目了然（因为黑白图无法表示出颜色，所以在图2中用文字加以说明）。此时导电沟道从漏极到源极平行等宽，但比没有电压源V GS作用时的导电沟道要窄一些。这时的导电沟道的电阻用R2表示。R2要大于R1。

2) V DS =0伏、│V GS│逐渐增加至V GS = V p

当│V GS│逐渐增加至V GS = V p时（不妨取V p= -3伏），由V GS产生的PN结左右相接，使导电沟道完全被夹断。这时的结型场效应管处于截止状态。如图3所示。V p是结型场效应管的一个参数，称为夹断电压。不同管子的夹断电压的值是不同的。

图3 V DS =0伏、V GS = V p时JFET的工作状态

3）V DS =0伏、│V GS│继续增加结型场效应管进入击穿状态

V GS 增加使PN结上的反偏电压超过V（BR）DS时，结型场效应管将进入击穿状态。

6.3 当V GS =0伏时分别讨论V DS 由小变大的过程中JFET的几种工作状态

1)V GS =0伏、V DS的值比较小时

如图4所示，在课件中，电压源V DS用蓝色的线条表示，由它产生的PN结也对应的用蓝色的线条表示（在图4中用文字来说明）。因为V GS =0伏，所以V GS对PN结的宽度没有影响，如前所述，此时导电沟道最宽，相应的等效电阻为R1。电压源V DS使电流沿导电沟道从漏极流向源极，从而引起漏极到源极的导电沟道上有电位降，V DS给PN结施加的是一个反偏电压，靠近漏极的区域反偏电压大，靠近源极的区域反偏电压小，导电沟道不再是上下平行等宽，而是上窄下宽。当V DS 比较小时，导电沟道不会被夹断。在导电沟道没有被夹断之前，可以近似地认为导电沟道的电阻均为R1，此时导电沟道可以认为是线性电阻。这时V DS和i D的关系可以用图7 输出特性曲线中过原点的OA直线段表示。可以这么说，当导电沟道在预夹断之前JFET管的状态对应输出特性曲线的线性电阻区。

图4 V GS =0伏、V DS较小时的JFET的工作状态

2) V GS =0伏、V DS的值增加至│V p│时

如图5所示，当V DS的值增加至│V p│时，PN结在靠近漏极的一点最先相接，导电沟道被预夹断。对应图7输出特性曲线中的A点。此时沟道中的电流为所有可能的最大的电流，称为饱和漏极电流，记作I DSS 。

图5 V GS =0伏、V DS增加至│V p│时的JFET的工作状态

3) V GS =0伏、V DS继续增加

如图6所示，当V DS继续增加时，PN结相接的区域继续向源极方向扩展，导电沟道被夹断的这部分区域对应的电阻可以近似认为是无穷大，但是此时在靠近源极的区域导电沟道还存在，与被夹断的区域所呈现的电阻相比，此导电沟道对应的电阻比较小，所以当电压源V DS增加时，可以近似认为漏极电流不随V DS的增加而增加。可以这样来解释，电压源V DS 增加的部分几乎全部落在前一部分上，导电沟道上的电压几乎不变，所以漏极电流几乎不变，处于饱和状态，此时的电流仍然是I DSS，JFET管的状态对应图7输出特性曲线中的AB段。此区域称为恒流区（放大区、饱和区）。此时场效应管可当作电压控制器件用来组成放大电