场效应晶体管及其放大电路PPT
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电路与模拟电子技术原理第7章2场效应管放大课件.ppt
场效应管放大电路静态分析的思路，是首 先确定管子的工作状态，再计算此工作状 态下的静态工作点（IDQ，UGSQ，UDSQ）。
应记住场效应管是一种电压控制器件，栅 极只需要偏压，不需要偏流（IG＝0），所 以漏极电流恒等于源极电流（iD＝iS）。
利用这个特性，再结合基尔霍夫定律和场 效应管伏安特性关系方程即可求解。
利用场效应管工作在恒流区时，漏极电流iD 受栅源电压uGS控制的特性，也可以构成场 效应管放大电路。
14:29:07
2
7.3 场效应管放大电路
7.3.1 场效应管放大电路的工作原理 7.3.2 场效应管放大电路的组成 7.3.3 场效应管放大电路的近似估算
14:29:07
3
7.3.1 场效应管放大电路的工作原理
14:29:07
24
场效应管电路静态分析思路（续）
假设其工作于某个特定区域，并求解 此状态下的G-S回路和D-S回路方程，
如果所得到的结果符合假设区域的偏 置条件，说明我们的假设正确；
否则说明我们的假设不正确，应作出 新的假设。
14:29:07
25
场效应管静态分析步骤
首先确定场效应管工作状态，步骤如下：
(1)假设FET工作于截止区，则
ID＝0，IG＝0 在此前提下计算UGS，验证
UGS＜UP 是否成立。如果成立，则说明FET处于截
止区。否则进行第二步。
14:29:07
26
场效应管静态分析步骤（续）
(2)假设FET工作于恒流区，则
IG＝0
2
ID
I
DSS
1
U GS UP
在此前提下计算UGS，验证
UGS＝－IDRs＝0(V) 不满足UGS＜UP的条件，说明FET不能工 作于截止区。
应记住场效应管是一种电压控制器件，栅 极只需要偏压，不需要偏流（IG＝0），所 以漏极电流恒等于源极电流（iD＝iS）。
利用这个特性，再结合基尔霍夫定律和场 效应管伏安特性关系方程即可求解。
利用场效应管工作在恒流区时，漏极电流iD 受栅源电压uGS控制的特性，也可以构成场 效应管放大电路。
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2
7.3 场效应管放大电路
7.3.1 场效应管放大电路的工作原理 7.3.2 场效应管放大电路的组成 7.3.3 场效应管放大电路的近似估算
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3
7.3.1 场效应管放大电路的工作原理
14:29:07
24
场效应管电路静态分析思路（续）
假设其工作于某个特定区域，并求解 此状态下的G-S回路和D-S回路方程，
如果所得到的结果符合假设区域的偏 置条件，说明我们的假设正确；
否则说明我们的假设不正确，应作出 新的假设。
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场效应管静态分析步骤
首先确定场效应管工作状态，步骤如下：
(1)假设FET工作于截止区，则
ID＝0，IG＝0 在此前提下计算UGS，验证
UGS＜UP 是否成立。如果成立，则说明FET处于截
止区。否则进行第二步。
14:29:07
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场效应管静态分析步骤（续）
(2)假设FET工作于恒流区，则
IG＝0
2
ID
I
DSS
1
U GS UP
在此前提下计算UGS，验证
UGS＝－IDRs＝0(V) 不满足UGS＜UP的条件，说明FET不能工 作于截止区。
23-场效应晶体管PPT模板
6．场效应管和三极管都可组成各种放大电路和开关电 路，但由于前者制造工艺简单，且具有耗电少、热稳定性好、 工作电源电压范围宽等优点，因而被广泛应用于大规模和超 大规模集成电路中。
1.5 场效应管的使用注意事项
1．使用场效应管时要注意电压极性，电压和电流的数 值不能超过最大允许值。
2．为了防止栅极击穿，要求一切测试仪器、电烙铁等 都必须有外接地线。焊接时用小功率烙铁，动作要迅速，或 切断电源后利用余热焊接。焊接时，应先焊源极，后焊栅极。
转移特性曲线的斜率gm的大小反映了栅源电压UGS对漏 极电流ID的控制作用。gm的量纲为mA/V，所以，gm又称为 跨导，其定义为：
gm UIDGS（UDS为常数）
（2）输出特性曲线
输出特性曲线是指栅源电压UGS一定时，漏极电流ID与漏 极电压UDS之间的关系曲线ID＝f（UDS）。它可分为三个区： 可变电阻区、恒流区和截止区。
电工电子技术
场效应晶体管*
场效应晶体管（FET）是一种利用输入回路的电场效应 来控制输出回路电流的半导体器件，属于电压控制器件。它 只依靠一种载流子参与导电，故又称为单极型三极管。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。
根据结构不同，场效应管可分为结型场效应管（JFET） 和绝缘栅场效应管（MOS管）。由于MOS管的性能更优越， 发展更迅速，应用更广泛，因此，本节将仅介绍MOS管。
由于耗尽型MOS管自身能形成导电沟道，所以只要有 UDS存在，就会有ID产生。如果加上正的UGS，则吸引到反型 层中的电子增加，沟道加宽，ID增大。如果加上负的UGS，则 此电场将会削弱原来绝缘层中正离子的电场，使吸引到反型 层中的电子减少，沟道变窄，ID减小。若负UGS达到某一值， 则沟道中的电荷将耗尽，反型层消失，管子截止，此时的值 称为夹断电压UGS（off）或UP。
1.5 场效应管的使用注意事项
1．使用场效应管时要注意电压极性，电压和电流的数 值不能超过最大允许值。
2．为了防止栅极击穿，要求一切测试仪器、电烙铁等 都必须有外接地线。焊接时用小功率烙铁，动作要迅速，或 切断电源后利用余热焊接。焊接时，应先焊源极，后焊栅极。
转移特性曲线的斜率gm的大小反映了栅源电压UGS对漏 极电流ID的控制作用。gm的量纲为mA/V，所以，gm又称为 跨导，其定义为：
gm UIDGS（UDS为常数）
（2）输出特性曲线
输出特性曲线是指栅源电压UGS一定时，漏极电流ID与漏 极电压UDS之间的关系曲线ID＝f（UDS）。它可分为三个区： 可变电阻区、恒流区和截止区。
电工电子技术
场效应晶体管*
场效应晶体管（FET）是一种利用输入回路的电场效应 来控制输出回路电流的半导体器件，属于电压控制器件。它 只依靠一种载流子参与导电，故又称为单极型三极管。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。
根据结构不同，场效应管可分为结型场效应管（JFET） 和绝缘栅场效应管（MOS管）。由于MOS管的性能更优越， 发展更迅速，应用更广泛，因此，本节将仅介绍MOS管。
由于耗尽型MOS管自身能形成导电沟道，所以只要有 UDS存在，就会有ID产生。如果加上正的UGS，则吸引到反型 层中的电子增加，沟道加宽，ID增大。如果加上负的UGS，则 此电场将会削弱原来绝缘层中正离子的电场，使吸引到反型 层中的电子减少，沟道变窄，ID减小。若负UGS达到某一值， 则沟道中的电荷将耗尽，反型层消失，管子截止，此时的值 称为夹断电压UGS（off）或UP。
模拟电子技术第3章场效应晶体管及其放大电路课件
U GSQ U GS(off)
UDSQ =UDD IDQ (RD RS )
对图b：
UGSQ
R G2V DD R G1 R G2
IDQR S
2
U GSQ
IDQ ID0
1
U GS(th)
UDSQ =UDD IDQ (RD RS )
3.2.2 场效应晶体管的微变等效电路
a)微变等效电路 b)简化微变等效电路 c)高频模型
本章教学要求
•了解场效应晶体管的结构、工作原理，掌握场效应晶体 管的外特性及主要参数；
•掌握场效应晶体管的共源、共漏极放大电路分析方法；
•理解多级放大器的级联方式及其特点，掌握多级放大器 的放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算方法。
3.1 场效应晶体管 3.1.1 结型场效应晶体管 1.结型场效应晶体管的结构和符号
（2）增强型FET加压原则：
•在栅－源极之间加电压，使沟道 开启
•在漏-源极之间加电压，使沟道 中的多数载流子在电场作用下由 源极向漏极作定向移动，形成漏 极电流iD。
(3)工作原理 1)uGS对iD及沟道的控制作用。
a)耗尽层的形成 b)导电沟道的形成
UGS(th)：开启电压，指开始形成沟道时的栅-源极电压。
需的最小|uGS|值
(3)饱和漏极电流IDSS：在uGS=0的条件下，场效应管发生预 夹断时的漏极电流。IDSS是结型场效管管子所能输出的最 大电流。
(4)直流输入电阻RGS：它是在漏-源极间短路的条件下，栅-源 极间加一定电压时栅-源极间的直流电阻。JFET的RGS一般
大于 106Ω，而MOS管的大于 109Ω
例3-1 在图b所示电路中，场效应晶体管的输出特性曲线如图a所示，RD＝5kΩ。 试分析ui为0V、8V和10V三种情况下，uo分别为多少？
MOS场效应晶体管的结构 工作原理幻灯片PPT
B G
B
N沟道增强型MOSFET的符号
如左图所示。左面的一个衬底在内部
S
S
与源极相连，右面的一个没有连接，
使用时需要在外部连接。动画2-3
2 N沟道增强型MOSFET的工作原理
对N沟道增强型MOS场效应三极管的工作原理，分两个方面进展讨
论，一是栅源电压UGS对沟道会产生影响，二是漏源电压UDS也会对
2．漏源电压UDS的控制作用
设UGS＞UGS(th)，增加UDS，此时沟道的变化如下。
U DS
U G S＞ U G S (th )
ID
SG
预夹断
D
++ ++
S iO 2
N+
N+
P 型衬底
空穴 电子 正离子 负离子
显然漏源电压会对沟道产生影响，因 为源极和衬底相连接，所以参加UDS后， UDS将沿漏到源逐渐降落在沟道内，漏极 和衬底之间反偏最大，PN结的宽度最大。 所以参加UDS后，在漏源之间会形成一个 倾斜的PN结区，从而影响沟道的导电性。
I D/ m A
4 3 2 1
O 123
U th(on)
U DS 10V
4
U GS /V
N沟道增强型MOSFET的转移 特性曲线如左图所示，它是说明栅源
电压UGS对漏极电流ID的控制关系，
可用这个关系式来表达，这条特性曲 线称为转移特性曲线。
转移特性曲线的斜率gm反映了
栅源电压对漏极电流的控制作用。
当UGS=0时，对应的漏极电流用IDSS表示。当UGS＞0时，将使ID进 一步增加。UGS＜0时，随着UGS的减小漏极电流逐渐减小，直至ID=0。 对应ID=0的UGS称为夹断电压，用符号UGS(off)表示，有时也用UP表示。
《场效应晶体管》课件
六、总结
FET的优点与缺点
总结FET的优点和限制，帮助 您全面了解这一器件。
发展前景和应用前景
展望FET在未来的发展前景， 并探讨其在各个领域的应用 前景。
拟定的改善方案
提出改善FET性能和应用的建 议和方案，促进该技术的进 一步发展。
二、结构和工作原理
FET的结构组成
了解FET的结构和组成对于理解其工作原理至关 重要。
FET的工作原理
详细介绍FET的工作原理，包括导通和截止状态 的转换。
N型和P型FET的区别
掌握不同类型FET之间的区别，并理解其不同的 工作原理。
灵敏度和增益
解释FET的灵敏度和增益，以及对电路性能的影 响。
三、特性参数
2
2. FET振荡器
探索FET作为交流放大器的应用，详细介绍FET振荡器的基本电路和简单振荡电路。
五、FET的变型
M O SFET
MOSFET是一种常见的FET变型， 具有优异的性能和应用范围。
JFET
JFET是另一种重要的FET变型，适 用于一些特定的电路和应用。
基于FET的新型器件
介绍一些基于FET技术的新型器 件，展示FET在未来的发展前景。
《场效应晶体管》PPT课 件
欢迎来到《场效应晶体管》的PPT课件！本课程将介绍场效应晶体管的概述、 结构、工作原理、特性参数、常见的电路以及FET的变型，通过详细的讲解和 实例演示，帮助您深入理解这一关键器件的原理和应用。
一、场效应晶体管概述
场效应晶体管是一种重要的半导体器件，广泛应用于电子领域。它具有独特 的优势和一定的限制，而且可以在各种应用场景中发挥重要作用。
典型的FET参数
介绍常见的FET参数，如漏极电 流、跨导和截止电压。
场效应晶体管放大电路优秀课件
-15 -10 -5 O
G PN S
场效应晶体管放大电路优秀课件
uDS +
G
N P
_
uGS
_
4
uGS / V
D iD
+
S
uDS
_
• 另：NPN型晶体管与 PNP型晶体管特性曲线 也以纵轴对称
c iB P iC bN
P iE e
iB =80uA
iC / mA 40
i B 40uA
i B 20 uA
不易受静电影响
易受静电影响
不易大规模集成
适宜大规模和超大规模集成
场效应晶体管放大电路优秀课件
场效应管放大电路
c
D
D
b
G
G
e
S
场效应晶体管放大电路优秀课件
B
S
共源组态基本放大电路
VDD
VDD
R g1
R d C2
Rg1
Rd
C2
C1
VT ID
C1
VT
ui
R g2 U G U S
Rs
Cs
uo
ui
i B 5 uA -3 -2 -1
30
20
10 uCE/ V
O
iB / uA 40
30
20
10
场效应晶体管放大电路优秀课件
0.5
O
u BE / V
晶体管类型 项目
结构
BJ双极T型V晶体S管(FBJTE) T
场效应晶体管(FET)
NPN型 PNP型
结
型：N沟道, P沟道
绝缘栅增强型： N沟道 ,P沟道
Cs
R
第3章 场效应晶体管及其放大电路-PPT精品文档
Al g
d
N+
N+
SiO2保护层
P
b
北方民族大学
模拟电子技术基础
SiO2保护层
s
Al 引出两个电极
g
引出栅极
d
N+
两边扩散两个高 浓度的N区
N+
形成两个PN结
以P型半导P 体作衬底
从衬底引出电极
北方民族大学
模拟电子技术基础
SiO2保护层
s
Al g
d
管子组成
a. 金属 （Metal)
b. 氧化物 (Oxide)
– s–
uDS
g
uGS +
+ iD d
b.PN结在漏极端 的反偏电压最大 uDG= uDS–uGS
N
c.当uDG=|UGS(off) | 时沟道出现预夹 断
P+
N型导电沟道
P+
北方民族大学
模拟电子技术基础
uDS 、uGS共同对沟道的控制作用动画演示
北方民族大学
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。 即JFET是利用电场效应控制沟道中流通的电流大小， 因而称为场效应管。
模拟电子技术基础
c． 0> uGS=UGS(off)
uDS =0
(a) PN结合拢
s–
uGS
g +
d
(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+
北方民族大学
模拟电子技术基础
第3章 场效应晶体管及其放大电路《模拟电子技术基础》课件(全集)-精品文档
场效应管的分类
根据结构和工作原理的不同，场效应管可分为两大类： • 结型场效应管
N沟道：耗尽型 P沟道：耗尽型
• 绝缘栅型场效应管
N沟道：增强型和耗尽型 P沟道：增强型和耗尽型
一、N沟道增强型绝缘栅场效应管的结构及工作原理
源极 栅极 漏极
二氧化硅(SiO2) 绝缘层 增强型MOS管的结构示意图与符号
耗尽型
U 2 ID IDSS ( 1 GS ) U GS(off)
N沟道结型场效应管转移特性
N沟道结型场效应管输出特性
D G
ID
D U D S G
ID
D G
ID
P
N
P
P
N
P
U D S
P
P
U D S
U G S S IS
U G S S IS
U G S S IS
(a) U , U U | P| G S＜0 路分析法
场效应管的微变等效电路
dI D g U 常数 m DS dU GS
场效应管的简化微变等效电路
用微变等效电路法分析场效应管放大电路
共源极放大电路 ａ）电路图 ｂ）微变等效电路
U I ( R // R ) g U R ' g U ' o d D L m GS L m iR L U O A g R ' u m L U i
六、场效应管的偏置电路及放大电路 为了不失真地放大变化信号，场效应管放大电路 必须设置合适的静态工作点。 增强型适用？ 1、自偏压电路 (适用于耗尽型场效应管 ) 死区不开启 自偏压：UGS=－ID· RS
UGS 2 I I ( 1 ) D DSS UGS (off ) 1 I D UGS RS
MOS场效应晶体管ppt课件
MOS 场效应晶体管基本结构示意图
16
2. MOS管的基本工作原理
MOS 场效应晶体管的工作原理示意图
17
4.2.2 MOS 场效应晶体管的转移特性
MOS 场效应晶体管可分为以下四种类型:N沟增强型、 N沟耗尽型、P沟增强型、P沟耗尽型。 1. N沟增强型MOS管及转移特性
18
2. N沟耗尽型MOS管及转移特性 3.P沟增强型MOS管及转移特性
理想 MOS 二极管不同 偏压下的能带图及 电荷分布
a) 积累现象 b) 耗尽现象 c) 反型现象
3
2.表面势与表面耗尽区 下图给出了P型半导体MOS结构在栅极电压UG>>0情况 下更为详细的能带图。
4
在下面的讨论中，定义与费米能级相对应的费米势为
F
(Ei
EF )体内 q
因此，对于P型半导体， F
如图所示，当漏源电压UDS增高到某一值时，漏源电流 就会突然增大，输出特性曲线向上翘起而进入击穿区。 关于击穿原因，可用两种不同的击穿机理进行解释：漏 区与衬底之间PN结的雪崩击穿和漏-源之间的穿通。
41
1. 漏区-衬底之间的PN结击穿 在MOS晶体管结构中，栅极金属有一部分要覆盖在漏极上。 由于金属栅的电压一般低于漏区的电位，这就在金属栅极 与漏区之间形成附加电场，这个电场使栅极下面PN结的耗 尽区电场增大，如下图，因而使漏源耐压大大降低。
a) N 沟 MOS b) P 沟 MOS
29
3. 衬底杂质浓度的影响
衬底杂质浓度对阀值电压的影响
30
4. 功函数差的影响
功函数差也将随衬底杂质浓度的变化而变化。但实验证明， 该变化的范围并不大。 从阀值电压的表示式可知，功函数越大，阀值电压越高。 为降低阀值电压，应选择功函数差较低的材料，如掺杂多 晶体硅作栅电极。
16
2. MOS管的基本工作原理
MOS 场效应晶体管的工作原理示意图
17
4.2.2 MOS 场效应晶体管的转移特性
MOS 场效应晶体管可分为以下四种类型:N沟增强型、 N沟耗尽型、P沟增强型、P沟耗尽型。 1. N沟增强型MOS管及转移特性
18
2. N沟耗尽型MOS管及转移特性 3.P沟增强型MOS管及转移特性
理想 MOS 二极管不同 偏压下的能带图及 电荷分布
a) 积累现象 b) 耗尽现象 c) 反型现象
3
2.表面势与表面耗尽区 下图给出了P型半导体MOS结构在栅极电压UG>>0情况 下更为详细的能带图。
4
在下面的讨论中，定义与费米能级相对应的费米势为
F
(Ei
EF )体内 q
因此，对于P型半导体， F
如图所示，当漏源电压UDS增高到某一值时，漏源电流 就会突然增大，输出特性曲线向上翘起而进入击穿区。 关于击穿原因，可用两种不同的击穿机理进行解释：漏 区与衬底之间PN结的雪崩击穿和漏-源之间的穿通。
41
1. 漏区-衬底之间的PN结击穿 在MOS晶体管结构中，栅极金属有一部分要覆盖在漏极上。 由于金属栅的电压一般低于漏区的电位，这就在金属栅极 与漏区之间形成附加电场，这个电场使栅极下面PN结的耗 尽区电场增大，如下图，因而使漏源耐压大大降低。
a) N 沟 MOS b) P 沟 MOS
29
3. 衬底杂质浓度的影响
衬底杂质浓度对阀值电压的影响
30
4. 功函数差的影响
功函数差也将随衬底杂质浓度的变化而变化。但实验证明， 该变化的范围并不大。 从阀值电压的表示式可知，功函数越大，阀值电压越高。 为降低阀值电压，应选择功函数差较低的材料，如掺杂多 晶体硅作栅电极。
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（3） 在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。
在P沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为正值。
3.1.3
结型场效应管的伏安特性
+ + – –
在正常情况下，iG =0，管子无输入特性。
1．输出特性（漏极特性）
+ +
6
4
2
可 变 电 阻 区
–
–
放大区
特性曲线
0
10
20
截止区
6
（2）当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。
I DSS
当管子工作于恒流区时
uGS 2 iD I DSS (1 ) U GS(off)
I DSS iD uGS 0 V
uDS U GS(off)
称为零偏漏极电流
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)
=0
G D
+ + P P
UGS(off)——
栅源截止电压 或夹断电压
N型导电沟
N
道
P+
当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示
2．当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用 – S =0 G + D
P+
N型导电沟
N
道
P+
a．0<uDS<|UGS(off)|
(a) 漏极电流iD≠0 uDS增大，iD增大。 (b) 沿沟道有电位梯度 (c)沿沟道PN结 反偏电压不同
– S =0 G
+ D
P+
N型导电沟
uDS 道
N
(d)沟道PN 结呈楔形
P+
b．uDS=|UGS(off)| –
(a) iD达到最大值
+ =0 G
+ P+
S
D
(b) 沟道点夹 断(预夹断)
N型导电沟
•
N
道
P+
c．uDS>|UGS(off)| –
(a) iD达到最大值 几乎不随uDS的增 大而变化
漏极D（drine)
称为N沟 道JFET
符号
P+
N型导电沟
N
d
道
g
P+
s
P沟道JFET 结构示意图
S
G
D
N+
符号
P型导电沟
d
P
道
g
s
N+
N沟道结型场效应管 结型场效应管分 P沟道结型场效应管 3.1.2 结型场效应管的工作原理
D G
电路图
S
1．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用
=0 a．当uGS=0时
c.当uDG= | UGS(off) | 时， 沟道出现予夹断 。 此时， uDS=|UGS(off)| + uGS
N
道
P+
uDS 、uGS共同对沟道的控制作用动画演示
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，即利用电场效应控制沟道中流通的电流 大小，因而称为场效应管。 （2）场效应管为一个电压控制型的器件。
(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。
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)
(2) 零偏漏极电流IDSS （也称为漏极饱和电流）
(3) 直流输入电阻RGS
2．交流参数 (1) 跨导gm 也称为互导。其定义为：
di D gm duGS
当管子工作在放大区时 由
U DS 常 数
uGS 2 iD I DSS (1 ) U GS(off)
得管子的跨导
di D gm duGS
3
场效应晶体管及其放大电路
三极管的主要特点：
1. 电流控制型器件。 2. 输入电流大，输入电阻小。 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)。
场效应管，简称FET(Field Effect Transistor )，其主 要特点： (a) 输入电阻高，可达107 ~1015W。 (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。
+ =0 G D
S
P+
N型导电沟
(b) 沟道夹 断区延长
N
道
P+
当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用动画演示
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 –
+
+
G
D
P+
N型导电沟
3.1 结型场效应管
3.1.1 结型场效应管的结构和类型
N沟道JFET 结构示意图 SiO2 保护层
P+ N P+
s
g
d
左右各引出一个电极 上下各引出一个电极
形成SiO2保护层
P+
以N型半导 体作衬底 两边扩散 两个高浓 度的P型区
N
P+
两边个引出一个电极
源极S（source)
栅极G（gate)
uGS 2 d [ I DSS (1 ) ] duGS U GS(off)
U GSQ 2 I DSS (1 ) U GS(off) U GS(off)
2 U GS(off) I DSS I DQ
可见，gm与IDQ有关。IDQ越大，gm也就越大。
栅源电容Cgs
(2) 极间电容 栅漏电容Cgd 漏源电容Cds 3. 极限参数 (1) 漏极最大允许耗散功率 PDSM (2) 最大漏极电流IDSM (3) 栅源击穿电压U（BR）GS
各区的特点： (1) 可变电阻区
可 变 电 阻 区
4
2
a. uDS较小，沟道尚未夹断 b. uDS ＜|UGS(off)| + uGS
0
10
20
c. 管子相当于受uGS控制的压控电阻
(2) 放大区 a. 沟道予夹断 b. uDS |UGS(off)| + uGS
6
4
放大区
2
c. iD几乎与uDS无关。 d. iD只受uGS的控制。
0
10
20
放大区也称为饱和区、恒流区。
6
(3) 截止区
4
a. uGS＜UGS(D≈0
0
10
20
截止区
2．转移特性
定义
表示场效应管的uGS对iD的控制特性。 转移特性曲线可由输出特性曲线得到
• • • • • •
曲线特点：
（1）对于不同的uDS，所对应的转移特性曲线不同。
S G D
P+
沟道无变化 N型导电沟
N
道
P+
b．UGS(off)<uGS<0
=0
S – + G D
(a) PN结加宽
(b) PN结主要 向N区扩展 (c) 导电 沟道变窄
+ + P P
N型导电沟
N
道
(c) 导电沟 道电阻增大
P+
c． 0> uGS=UGS(off) (a) PN结合拢 (b) 导电沟 道夹断 S – +