结型场效应管的结构和类型
场效应管原理
场效应管原理来源：互联网作者：关键字：场效应管原理场效应管是较新型的半导体材料，利用电场效应来控制晶体管的电流，因而得名。
它的外型也是一个三极管，因此又称场效应三极管。
它只有一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。
从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。
从场效应三极管的结构来划分，它有结型场效应三极管和绝缘栅型场效应三极管之分。
1.结型场效应三极管(1) 结构N沟道结型场效应三极管的结构如图1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。
两个P区即为栅极，N型硅的一端是漏极，另一端是源极。
图1结型场效应三极管的结构(2) 工作原理以N沟道为例说明其工作原理。
当UGS=0时，在漏、源之间加有一定电压时，在漏源间将形成多子的漂移运动，产生漏极电流。
当UGS<0时，PN结反偏，形成耗尽层，漏源间的沟道将变窄，ID将减小，UGS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UGS称为夹断电压UGS(off)。
(3)特性曲线结型场效应三极管的特性曲线有两条，一是输出特性曲线(ID=f(UDS)|UGS=常量),二是转移特性曲线(ID=f(UGS)|UDS=常量)。
N沟道结型场效应三极管的特性曲线如图2所示。
(a) 漏极输出特性曲线(b) 转移特性曲线图2N沟道结型场效应三极管的特性曲线2. 绝缘栅场效应三极管的工作原理绝缘栅场效应三极管分为：耗尽型→N沟道、P沟道增强型→N沟道、P 沟道(1)N沟道耗尽型绝缘栅场效应管N沟道耗尽型的结构和符号如图3(a)所示，它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。
所以当UGS=0时，这些正离子已经感应出反型层，形成了沟道。
于是，只要有漏源电压，就有漏极电流存在。
当UGS>0时，将使ID进一步增加。
结型场效应管和绝缘栅型场效应管
结型场效应管和绝缘栅型场效应管场效应管是一种电子元件，它可以通过控制输入信号的电压来调节输出信号的电流。
场效应管可以分为两种类型：结型场效应管和绝缘栅型场效应管。
结型场效应管（JFET）是一种基于PN结的半导体器件，它有一个p型或n型的半导体材料作为门极。
当没有外部电压时，JFET的通道是导通的，因为电子可以从源极流向漏极。
当有负偏压施加在门极上时，通道的电阻会增加，电流也会减少。
相反，当有正偏压施加在门极上时，通道的电阻会减小，电流也会增加。
这种调节电流的方式使得JFET可以用于放大、开关、调节电压等应用。
与JFET不同，绝缘栅型场效应管（MOSFET）的门极是由氧化物绝缘层隔离的金属栅极。
MOSFET可以分为两种类型：n沟道MOSFET （n-MOSFET）和p沟道MOSFET（p-MOSFET）。
n-MOSFET的沟道是由n 型半导体材料构成的，而p-MOSFET的沟道是由p型半导体材料构成的。
当没有外部电压时，MOSFET的通道是关闭的，因为绝缘层隔离了栅极和沟道。
当有正偏压施加在栅极上时，沟道下方的半导体材料会形成一个n型或p型区域，从而产生一个导电通道，电流会从源极流向漏极。
与JFET类似，当门极电压增加时，通道的电阻会减小，电流也会增加。
MOSFET具有比JFET更高的输入电阻和更低的噪声水平，因此在高频放大器和低噪声电路中广泛使用。
此外，MOSFET还可以用于数字电路中的开关和存储器单元。
总的来说，结型场效应管和绝缘栅型场效应管都是重要的半导体器件，它们在电子技术中具有广泛的应用。
随着科技的不断发展，这两种器件也在不断地改进和完善，为电子行业的发展提供了强有力的支持。
结型场效应管
模拟电子技术基础
(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
返回
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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
场效应管
D (mA) 可变电阻区
i
uGS= 0V uGS = -1V uGS = -2V uGS= -3V
u
DS
时,iD 是 vDS 的线性函数，
管子的漏源间呈现为线
性电阻，且其阻值受 vGS
控制。 （2）管压降vDS 很小。
沟道未 夹断
用途：做压控线性电阻和无触点的、闭合状态
的电子开关。
gm
VDS
2、 极间电容： Cgs和Cgd约为1~3pF，和 Cds约为
0.1~1pF。高频应用时，应考虑极间电容的影响。
vDS 3、 输出电阻rd：rd iD
三、极限参数
VGS
1、 最大漏极电流IDM：管子正常工作时漏极电流 的上限值。
2、 最大耗散功率 PDM ：决定于管子允许的温升。
3、当vGD< VGS(off)时，vGS对iD的控制作用
当vGD = vGS - vDS <VGS(off) 时，即vDS > vGS VGS(off) > 0，导电沟道夹断， iD 不随vDS 变化 ； 但vGS 越小，即|vGS| 越大，沟道电阻越大，对同 样的vDS ， iD 的值越小。所以，此时可以通过改变
③ 场效应管的输入电阻远大于晶体管的输入电
阻，其温度稳定性好、抗辐射能力强、噪声系数小，
但易受静电影响。
④ 场效应管的漏极和源极可以互换，而互换后 特性变化不大；晶体管的集电极和发射极互换后特 性相差很大，只有在特殊情况下才互换使用。但要 注意的是，场效应管的某些产品在出厂时，已将衬 底和源极连接在一起，此时，漏极和源极不可以互 换使用。
JFET 结型
9.2 结型场效应管
一、结型场效应管的结构
场效应管介绍
场效应管原理场效应管是只有一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。
有N沟道器件和P沟道器件。
有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。
IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）。
1.1 1.1.1MOS场效应管MOS场效应管有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两大类，每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。
场效应管有三个电极：D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极；G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极；S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。
增强型MOS(EMOS)场效应管一、工作原理1．沟道形成原理当VGS=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。
当栅极加有电压时，若0＜VGS＜VGS(th)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，所以仍然不足以形成漏极电流ID。
进一步增加VGS，当VGS＞VGS(th)时（VGS(th) 称为开启电压），由于此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。
如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。
在栅极下方形成的导电沟1线性电子电路教案道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反，故称为反型层（inversion layer）。
随着VGS的继续增加，ID将不断增加。
场效应管
MOS管分为四种类型：N沟道耗尽型管、N沟道增强型管、P沟道耗尽型管和 P沟道增强型管。
MOS管的特点
输入阻抗高、栅源电压可正可负、耐高温、易 集成。
N沟道增强型绝缘栅场效应管 （1）结构与符号 增强型的特点
1. 工作原理
绝缘栅场效应管利用 UGS 来控制“感应电荷”
的多少，改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的
一、结型场效应管(JFET)
1 结构与工作原理 （1）构成 结型场效应管又有N沟道和P沟道两种类型。
N沟道结型场效应管的结构示意图
结型场效应管的符号
(a)N沟道管
(b) P沟道管
（2）工作原理 N· JFET的结构及符号
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 接在一起，引出的电极称为栅 极G，N型半导体的两端引出 两个电极，一个称为漏极D， 一个称为源极S。P区与N区交 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。
直流输入电阻 RGS ：其等于栅源电压与栅极电流之比，结型管的 RGS 大于10^7 欧，而MOS管的大于10^9欧。
二、交流参数
1. 低频跨导 gm 用以描述栅源之间的电压 UGS 对漏极电流 ID 的控 制作用。 ΔI D gm ΔU GS U DS 常数 单位：ID 毫安(mA)；UGS 伏(V)；gm 毫西门子(mS)
绝缘栅
B端为衬底，与源极短接在一起。
N沟道耗尽型MOS管的结构与符号
（2）N沟道的形成 N沟道的形成与外电场对N沟道的影响 控制原理分四种情况讨论：
① uGS 0时，来源于外电场UGS正极的正电荷使SiO2中原有的正电荷数目增加， 由于静电感应，N沟道中的电子随之作同等数量的增加，沟道变宽，沟道电阻减 小，漏电流成指数规律的增加。
场效应管(建议看)
0V –1V –2V uGS = – 3 V
uDS
IDSS
可 变 电 阻 区
预夹断轨迹，uGD＝UGS（off）
恒 流 区
击 穿 区
i D gm U GS
夹断电压
夹断区（截止区）
夹断电压为负
∴栅源电压越负，电流iD越小。
①夹断区： i D 0 UGS<UGS(off) ②可变电阻区(预夹断轨迹左边区域）：
之间的函数关系，即
iD f (uGS ) |U DS 常数
N沟道结型场效应管UGS=0时，存在导电沟道，电流最大；
栅源之间加负向电压UGS＜0直至沟道消失，电流为零。
UGS=0V -1V -2V -3V 夹断电压
U GS ( off ) 0
栅源电压越负，电流越小 恒流区条件：
U GS U GS (off )
3、特性曲线与电流方程
转移特性 输出特性曲线
N沟道增强型MOS管在UGS=0时，无导电沟道，电流为零。
UGS加正向电压至开启电压后，电流随UGS的增大而增大。
VDS 为正的
6V 5V 4V 3V 开启电压
U GS ( th ) 0
栅源电压越正，电流越大 恒流区条件：
U GS U GS (th )
增强型N沟道
耗尽型N沟道
增强型P沟道 耗尽型P沟道
说明：
1、栅极用短线和沟道隔开，表示绝缘栅； 2、箭头：由P区指向N区； 3、虚线：增强型MOS管； 实线：耗尽型MOS管。
二、N沟道增强型MOS管的工作原理
在通常情况下，源极一般都与衬底相连，即UBS=0。 为保证N沟道增强型MOS管正常工作，应保证： ① UGS=0时，漏源之间是两只背向的PN结，不管UDS 极性 如何，其中总有一个PN结反偏，所以不存在导电 沟道。UGS必须大于0（UGS>0）管子才能工作。 ②漏极对源极的电压UDS必须为正值(UDS>0)。这样在漏 极电压作用下，源区电子沿导电沟道行进到漏区，产 生自漏极流向源极的电流。
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。
结型场效应管及其放大电路
MOS（Metal Oxide Semiconductor）
vGS=0，iD=0，为增强型管； vGS=0，iD0，为耗尽型管（有初始沟道）。
一、场效应管概述
2、符号：
一、场效应管概述
3、场效应三极管的型号命名方法 ：
现行有两种命名方法
第一种命名方法： 与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O 代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表 材料，D是P型硅， 反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。 例如：3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘 栅型N沟道场效应三极管。
对于n沟道各极间的外加电压变为ugs漏源之间加正向电压即uds当gs两极间电压ugs改变时沟道两侧耗尽层的宽度也随着改变由于沟道宽度的变化导致沟道电阻值的改变从而实现了利用电压ugs场效应管工作原理二结型场效应管二结型场效应管场效应管两侧的pn结均处于零偏置形成两个耗尽层如图a所示
第八章：场效应管
一、场效应管概述 二、结型场效应管结构与原理 三、结型场效应管放大器 四、MOS场效应管介绍
2、判定栅极 用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是
正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。 制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的，可以互换使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以
区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。 注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，
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。
结型场效应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。
卒<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。
♦"二.1 =0时，“二=0,耗尽层很窄，导电沟道很宽。
他）结初N沟道管FW道管（b）«号♦"U I增大时，耗尽层加宽，沟道变窄，沟道电阻增大。
♦"U I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"上的值为夹断电压■■1J1。
励尸0时Lte时导电沟道的控制作用★叫芒为%如~0中某一固定值时，仏对漏极电流5的影响▲氏=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，山=0。
▲^氏>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。
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）是一种重要的电子器件，广泛应用于电子电路中。
它的工作原理基于半导体物理学和电子学的知识，通过对电场的调控来实现信号的放大和开关控制。
本文将深入探讨结型场效应管（p沟道）的工作原理，从浅入深地讲解其结构、原理及应用。
一、结型场效应管（p沟道）的结构结型场效应管（p沟道）的结构主要由四部分组成：栅电极、漏极、源极和沟道。
沟道通常是由p型半导体材料构成，它位于栅电极和漏极之间，起到连接二者的桥梁作用。
二、结型场效应管（p沟道）的工作原理结型场效应管（p沟道）的工作原理可以简单概括为：通过改变栅电极和源极之间的电势差，以及沟道内的电荷分布，来控制沟道的电导率。
当栅电极和源极之间电势差（也称为栅源电压）小于阈值电压时，沟道处于截止状态，即电导率很低，几乎没有电流流过。
而当栅源电压超过阈值电压时，电荷会在沟道中形成一个导电通道，此时沟道处于导通状态，从而允许电流在漏极和源极之间流动。
三、结型场效应管（p沟道）的优缺点结型场效应管（p沟道）具有许多优点，如低功耗、输入阻抗高、噪声低等，适用于低频和中频信号放大以及开关控制应用。
然而，与n沟道场效应管相比，结型场效应管（p沟道）的主要缺点是易受极性效应和温度影响，且其性能受限。
四、结型场效应管（p沟道）的应用领域和前景结型场效应管（p沟道）广泛应用于各个领域，如通信、计算机、消费电子等。
随着技术的不断发展和改进，结型场效应管（p沟道）的性能正在逐渐提高，为电子电路设计提供了更多的选择。
未来，结型场效应管（p沟道）有望在功率放大、射频应用等方面发挥更重要的作用。
五、个人观点和理解结型场效应管（p沟道）作为一种重要的电子器件，其工作原理深深地吸引了我。
通过控制电势差和电荷分布，结型场效应管（p沟道）能够实现信号的放大和开关控制，为电子电路提供了许多便利。
然而，作为一个写手，我认为我们应该不断关注和研究更先进的器件和技术，以推动电子技术的发展。
模拟电子技术第三章 场效应三极管
d g s
源 极
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栅 极
N沟道结型场效应管的结构和符号
3
s
2. 工作原理
⑴ 当uDS = 0 时， uGS 对耗尽层和导电沟道的影响。
ID=0 ID=0
d
P+
d
N 型 沟 道
P+ P+
d
P+ P+ P+
g
g
N 型 沟 道
g
s uGS = 0
s uGS < 0
4
预夹断轨迹
恒流区
IDO O
UGS(th) 2UGS(th) uGS/V
O
截止区
uDS/V
转移特性曲线可近似用以下公式表示：
iD I DO ( uGS U GS(th) )
2
当uGS ≥ UGS(th)时
12
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2. N沟道耗尽型MOS场效应管 预先在二氧化硅中掺入大 量的正离子，
使uGS = 0 时，
形成一个N型导电沟道。
又称之为反型层 开启电压，用uGS(th)表示
导电沟道随uGS 增大而增宽。
10
B uGS > UGS(th)时 形成导电沟道
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uDS对导电沟道的影响
uGS为某一个大于UGS(th)的固定值， 在漏极和源极之间加正电压，且 s uDS < uGS - UGS(th) 即uGD = uGS - uDS > UGS(th) 则有电流iD 产生，
在制造时就具有 原始导电沟道
31
3. 场效应管的主要参数
(1) 开启电压 UGS(th)：是增强型MOS管的参数 (2) 夹断电压 UGS(off)： 是结型和耗尽型 (3) 饱和漏电流 IDSS： MOS管的参数
第四章：场效应管及放大电路讲解
iD
vGS 0 VT
(1-34)
模拟电子
输出特性曲线 iD
vGS>0
0
v DS
(1-35)
耗尽型N沟道MOS管的特性曲线
模拟电子
耗尽型的MOS管VGS=0时就有导电沟道， 加反向电压才能夹断。
iD
转移特性曲线
vGS VT 0
(1-36)
模拟电子
输出特性曲线 iD
vGS>0
vGS=0
vGS<0
P NN
P沟道结型场效应管 D
G
S源极
S
(1-6)
模拟电子
（2）工作原理（以P沟道为例） VDS=0时
PN结反偏，
VGS越大则耗
D
尽区越宽，导 电沟道越窄。G
P
VDS
NN
VGS S
(1-7)
VGS越大耗尽区越 宽，沟道越窄， 电阻越大。
G
但 尽区当宽VG度S较有V小限DS时=，0，时模存耗拟电子 在导电沟道。DS间 D 相当于线性电阻。
Vgs
-
gmVgs
s
+
Rg2
R RL Vo -
(1-56)
中频电压增益
模拟电子
Vo gmVgs (R // RL )
Vgs Vi Vo
Vo gm (Vi Vo )( R // RL )
A Vm
Vo Vi
gm (R // RL ) 1 gm (R // RL )
Rg2 47k
Rg1 2M
Rd 30k
d
g
Rg3
s
10M
R
2k
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）。
第二章-场效应管
（4）击穿区 当UDS增大到一定 程度时，iD骤然增大，
晶体管将被击穿。
2. 转移特性曲线 iD f (uGS ) u DS C
iD /mA
I DSS
5
4 3 2
iD
为保证场效 应管正常工作， PN 结 必 须 加 反 向偏置电压
式中：
uGS 2 iD I DSS (1 ) U GSoff
i D几乎不变
D G
P
P UDS
UGS
S
uGD<UGSoff（预夹断后）
图3 UDS对导电沟道的影响 若uDS继续增大， 则uGD<UGSoff，耗尽层闭合部分(即夹断区)将 加长。 UDS的增大部分几乎全部降落在夹断区，沟道两端的压降几 乎不变，使得iD几乎不变，表现出iD的恒流特性。
3. uGD<uGSoff时，uGS对漏极电流iD的影响（转移特性曲线）
耗尽型： uGS =0 时，有沟道
1. 在uGS=0时，就存在导电沟道（称原始导电沟道）。
2. uGS>=0 uDS>0时，iD>0，且uGS↑→iD↑；
3. uGS减小为负值时，iD↓； 当uGS=UGSoff时，iD=0，管子进入截止状态。
iD
iD / mA ＋6 V 4 3 UG S＝＋ 3 V 0V －3V
在uGD<uGSoff的情况下，当uDS为一常量时，对应于确 定的uGS，就有确定的iD。此时，可以通过改变uGS来控制 iD的大小。由于漏极电流iD受栅-源电压uGS的控制，故称 场效应管为电压控制元件。
三、 结型场效应管的特性曲线
1. 输出特性曲线
i D / mA
iD f (u DS ) uGS C
31结型场效应管-PPT精品文档
(b) 沟道夹 断区延长
P+
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模拟电子技术基础
当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用动画演示
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3．当uDS ≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用
a. uDS和uGS将一起 改变沟道的宽度 b.PN结在漏极端 的反偏电压最大 uDG= uDS–uGS
– s
–
uGS +
g
u DS
+ i D d
P+ N
N型导电沟道
c.当uDG=|UGS(off) | 时沟道出现预夹 断
P+
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uDS 、uGS共同对沟道的控制作用动画演示
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模拟电子技术基础
小结 (1) JFET是利用uGS 所产生的电场变化来改变沟道电 阻的大小。
u V G S 0
(3) 截止区
6
0 .5 V
4
1 .0 V 1 .5 V
a. uGS＜UGS(off)
2
2 .0 V
b.沟道完全夹断
c. iD≈0
u G SU G S(off)
0 10
20 uDS / V
截止区
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2．转移特性
定义
i u )u Df( GS
常数 DS
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源极s（source)
栅极g（gate)
漏极d（drain)
称为N沟 道JFET
符号
d
P+
N型导电沟
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3. 场效应管及其放大电路
源极S（source) 栅极G（gate) 漏极D（drine)
P+
N 型导电沟道
N P+
称为N沟道 JFET
符号
d
g
s
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3. 场效应管及其放大电路
源极S（source) 栅极G（gate) 漏极D（drine)
N+
P 型导电沟道
P N+
P沟道JFET 结构示意图
符号
d
g
s
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3. 场效应管及其放大电路
结型场效应管分
N沟道结型场效应管
类似
N沟道JFET
d
g
P沟道结型场效应管
P沟道JFET
d
NPN
g
s
s
PNP
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3. 场效应管及其放大电路 3.1 结型场效应管
3.1.1 结型场效应管的结构和类型
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3. 场效应管及其放大电路
总结：三极管的主要特点
C(c)
1. 电流控制型器件。
B (b)
2. 输入电流大，输入电阻小。
T E(e)
3. 两种极型的载流子都参与导电，又称
为双极型晶体管，简称BJT（Bipolar Junction Transistor)。
肖克利于1949 年提出了结型晶体管概念 （ sandwich transist路
场效应管图片
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3. 场效应管及其放大电路
场效应管，简称FET(Field Effect Transistor )， 其主要特点： 电压控制电流源 (a) 输入电阻高，可达107 ~1015Ω。 (b) 起导电作用的是多数（一种）载流子，
又称为单极型晶体管。 (c) 体积小、重量轻、耗电省、寿命长。 (d) 噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺简单。 (e) 在大规模集成电路制造中得到了广泛的应用。
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3. 场效应管及其放大电路 场效应管的类型：
场效应管按结构可分为： 1. 结型场效应管，简称 JFET ( Junction Field Effect Transistor ) 2. 绝缘栅型场效应管，简称 IGFET ( Isolated Gate Field Effect Transistor )
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3. 场效应管及其放大电路
3.1.1 结型场效应管的结构和类型
sgd
N沟道JFET 结构示意图
SiO2 保护层
P+
N P+
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3. 场效应管及其放大电路
形成SiO2保护层 左右各引出一个电极
以N型半导 体作衬底
N
P+
两边个引出一个电极
P+
两边扩散两个高 浓度的P型区
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