結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管符號(hào)、結(jié)構(gòu)、原理及主要參數(shù)等知識(shí)詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-09-29
結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管符號(hào)與結(jié)構(gòu)解析。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET，從英語(yǔ)junction-fet或者NIGFET，從英語(yǔ)non-insulated-gate-fet縮寫(xiě)而成）是單極場(chǎng)效應(yīng)管中**簡(jiǎn)單的一種。它可以分n溝道或者p溝道兩種。在下面的論述中主要以n溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例，在p溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管中n區(qū)和p區(qū)以及所有電壓正負(fù)和電流方向正好顛倒過(guò)來(lái)。
結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管符號(hào)與結(jié)構(gòu)詳解如下:
結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管是利用半導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)效應(yīng)工作的，分n溝道和p溝道兩種。在一塊n型半導(dǎo)體的兩側(cè)分別擴(kuò)散出兩個(gè)p型區(qū)，形成兩個(gè)pn結(jié)，將兩個(gè)p型區(qū)連接后形成一個(gè)電極g稱(chēng)為柵極，從n型半導(dǎo)體的上下兩端各引出一個(gè)電極，其中s稱(chēng)為源極，d稱(chēng)為漏極，由于d、s間存在電流通道，故稱(chēng)為n溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。p溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與n溝道型類(lèi)似，它們的結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)如圖所示。
n通道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管由一個(gè)被一個(gè)p型摻雜（阻礙層）環(huán)繞的n型摻雜組成。在n型摻雜上連有汲極（也稱(chēng)漏極，來(lái)自英語(yǔ)Drain，因此也稱(chēng)D極）和源極（來(lái)自英語(yǔ)Source，因此也稱(chēng)S極）。從源極到汲極的這段半導(dǎo)體被稱(chēng)為n通道。
p區(qū)連有閘極（也稱(chēng)柵極，來(lái)自英語(yǔ)Gate，因此也成為G極）。這個(gè)極被用來(lái)控制結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，它與n通道組成一個(gè)pn二極管，因此結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管與金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管類(lèi)似，只不過(guò)在金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管中不是使用pn結(jié)，而是使用肖特基結(jié)（金屬與半導(dǎo)體之間的結(jié)），在原理上結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管與金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管是完全一樣的。
1)夾斷電壓U。在UD為某一固定值下（如10V），使QS3251QG等于某一微小電流（如50mA）時(shí)，柵一源極間所加的偏壓即為夾斷電壓，用U，表示。
2)飽和漏極電流，D在柵一源極之間的電壓UG。=0的條件下，且U>U，時(shí)，對(duì)應(yīng)的漏極電流稱(chēng)為飽和漏極電流，用，D表示，它是結(jié)型場(chǎng)效管所能輸出的最大電流。
3)直流輸入電阻Rc。直流輸入電阻Rc。是在漏一源極間短路的條件下，柵一源極間加一定電壓時(shí)，柵一源極間的直流電阻，用Rc。表示。
4)低頻跨導(dǎo)當(dāng)UD。為某一固定數(shù)值時(shí)，漏極電流的微小變化量與其對(duì)應(yīng)的柵一源電壓UG。的微小變化量之比為跨導(dǎo)。反映了柵源電壓UG。對(duì)漏極電流，D的控制作用（相當(dāng)于普通晶體管的），單位是mS（毫西）。需要指出的是，跨導(dǎo)g。與管子的工作電流有關(guān)，D越大，g就越大(注：跨導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，毫安／伏( mA/V)與毫西( mS)表示的是一樣的量綱）。
5)最大漏一源電壓UD。最大漏一源電壓是指漏極與源極之間的最大擊穿電壓，即管子溝道發(fā)生雪崩擊穿引起，D急劇上升時(shí)的UD。值。UD。的大小與UG。有關(guān)，對(duì)N溝道而言，IU。I的值越大，則UD，越小。
n溝道輸出特性曲線場(chǎng)
假如柵極沒(méi)有被連上的話(huà)n溝道就像一個(gè)電阻一樣。也就是說(shuō)在柵極沒(méi)有電壓的情況下結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管是導(dǎo)電的。假如柵極與源極連在一起，而源極和汲極之間加上了UDS的電壓的話(huà)那么流過(guò)n溝道的電流隨電壓不斷提高，直到溝道被**夾斷位置。這個(gè)電壓被稱(chēng)為夾斷電壓Up。即使UDS繼續(xù)升高，漏電流ID幾乎不變。夾斷不再提高，而只是橫向擴(kuò)大，也就是說(shuō)電壓的繼續(xù)提高被溝道吸收了。一般來(lái)說(shuō)這是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作區(qū)域，這個(gè)時(shí)候的漏電流被標(biāo)志為IDSS。整個(gè)三極管在這個(gè)狀態(tài)下可以被當(dāng)作一個(gè)恒電流源使用，其電流為IDSS。
結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管夾斷和控制的原理
要夾止通道需要逆向偏壓。甚至同一型號(hào)的元件的夾止電壓也可能差異很大，一般在0.3至10伏之間。
假如在柵極和源極之間施一負(fù)電壓的話(huà)則閘源二極管之間的耗盡區(qū)更加擴(kuò)大。溝道的寬度和長(zhǎng)度均可以被改變[1][2][3]。這樣一來(lái)可以達(dá)到控制效應(yīng)，這個(gè)效應(yīng)與雙極性晶體管的原理類(lèi)似。在輸出特性曲線上可以看得出電流水平的部分的值變小。在這種情況下提高源漏電壓也只能很小地改變漏電流。
通過(guò)RS控制工作點(diǎn)以及溫度補(bǔ)償
像真空管一樣工作點(diǎn)的選擇可以很容易地通過(guò)使用源電阻或者施加負(fù)閘源電壓達(dá)到。
與雙極性晶體管相比結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管在一千赫以下噪聲小得多。在高頻時(shí)假如源電阻高于約100千歐姆至一兆歐姆的情況下結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管也比較有效。
結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管可以被用來(lái)做恒流集成二極管或者定值電阻。
結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管還在低頻和高頻中被用來(lái)調(diào)節(jié)信號(hào)電壓、在信號(hào)強(qiáng)度高的情況下被用作混頻器以及被用作逆向電流低的信號(hào)二極管。
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