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结型场效应管(JFET)的工作原理

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qbwww|  楼主 | 2022-8-28 20:25 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 qbwww 于 2022-8-28 20:25 编辑

场效应管(FET)分为:结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。
绝缘栅型的又分:耗尽型和增强型。
而且,场效应管的导电沟道有N沟道和P沟道,所以一共分了六种场效应管。
场效应管是利用输入电压产生的电场,来控制输出电流,所以叫“电压控制型器件”。它在工作过程中,起主要导电作用的载流子只有一种,即“多数载流子”,故场效应管又被称为“单极型晶体管”,前面介绍的三极管是双极型的。

一、N、P沟道结型场效应管的结构图

电极:G(栅极)、D(漏极)、S(源极)。
P与N之间红色区域的是耗尽层,就是最前面学习的PN结,有P和N的地方躲不掉,PN结有。
N、P沟道的P+区域与N+区域的掺杂浓度是比较高的,而且,图形符号,也就是电路符号,电极G上的箭头方向其实就是PN结的方向。
二、N沟道结型场效应管的工作原理
在这之前,先介绍一个电压参数UGS(off),这是一个负值,就是加在G和S之间的电压,我们前面利用学过PN结知识可以知道,PN结加上反向电压,其内电场就会变宽,在这里也就是耗尽层变宽,而且这个电压值恰好使得左右两个耗尽层相连接,这就是UGS(off)。
1、当我们在G和S外加电压|UGS|<|UGS(off)|时,两个耗尽层还没有相交,中间还有N型半导体N沟道在,可以导电,这个时候,N沟道越宽,其电阻越小;反之N沟道越窄,电阻越大。

2、当我们在D和S之间加电压时,看看会怎么样。D和S极其实都是一样的,可以互换。
①UDS=0时,漏极电流ID=0;
②UDS<|UGS(off)|时,我们看下面的图,从D极往下,电势是逐渐降低的,所以两边的耗尽层的宽度是从上到下逐渐变窄的,导致N沟道的宽度,从上到下是逐渐变宽的。
这个时候,ID是随着UDS增大而增大的。
③当UDS=|UGS(off)|,最上面D极附近,两耗尽层开始相遇,称“预夹断”,这个时候UDS增大的话,夹断的范围就开始从上到下逐渐变大。

只要出现夹断了,ID基本上就不再变化了,因为夹断导致没有N沟道可以导通了。
所以,我们画伏安特性图的时候,前面一段是电压变化会影响电流大小的,我们叫“可变电阻区”,后面出现夹断后,电流不在随电压变化,我们叫“恒流区”,也叫“饱和区”。

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沙发
qbwww|  楼主 | 2022-8-28 20:25 | 只看该作者
场效应管是利用输入电压产生的电场,来控制输出电流,所以叫“电压控制型器件”。它在工作过程中,起主要导电作用的载流子只有一种,即“多数载流子”,故场效应管又被称为“单极型晶体管”

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板凳
NK6108| | 2022-9-3 08:20 | 只看该作者
真空二极管,在灯丝发热时是导通的,想阻断这电流,须引进 栅极 並施以 负偏压,jFET 的操控与表现,跟真空管相同。

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