有两种类型的结型场效应晶体管。
N通道JFET
P通道JFET
为了更好的理解,让我们分别讨论n通道和p通道晶体管的特性。
N通道JFET的特性
我们知道在n通道JFET中存在一个n型半导体材料的通道。n通道JFET的栅区是一个高掺杂的p型区。在通道上,即在漏极和源极之间施加电压。首先,让我们画出不同的漏极-源极电压时漏极-源极电流的值。在第一种情况下,我们将门端子与源端子短路,一般接地。现在我们慢慢增加漏极电路电压VDD从0。
漏极到源极电流或简单地说漏极电流随着通道有电阻线性增加。但是这个电阻在特性的那个区域不是完全恒定的。当n通道的电压在零电位栅区为正时,栅到通道pn结将处于反向偏置状态。因此,沿结部将会有反向偏置耗尽层。这个耗尽层的典型特点是它向漏极端有更大的宽度。由于沿通道的电压分布,接点靠近漏极的部分有更多的潜在应力。随着漏极电压的增加,靠近漏极的耗尽层比靠近源极的耗尽层更厚。沟道阻力随着耗尽层宽度的增加而增加,因此沟道开度减小。在较高的漏极电位时,电阻的上升更加明显,因此所绘制的漏极电流与漏极到源电压的特性曲线逐渐沿水平轴对齐,即沿漏极到源电压轴。
在一定的漏极电压后,靠近漏极端的耗尽层相互接触。在那一点,曲线变得非常接近水平。在那个漏极电压下,耗尽层并没有完美地接触到阻塞通道,而是在层之间有一个狭窄的开口,漏极电流通过它继续流动。如果我们进一步增加漏极电压,耗尽层将试图进一步增加其厚度,但它们不能相互接触,而更接近源端耗尽层得到闭合,并增加狭窄通道开口的有效长度。这种现象被称为信道调制。由于这一现象,通道的有效电阻增大,且其增量几乎与漏极电压的增量成正比。因此,漏极电流几乎是恒定的。漏极电流到漏极电压到源极电压曲线的水平部分。漏极电流达到几乎恒定后的电压称为掐断电压。当get端处于地电位时,截断电压处的漏极电流记为IDSS,被称为短路栅极漏极电流。现在如果我们继续增加漏极电压在漏极电压到源极电压的某一数值之后,耗尽层就会被破坏漏极电流会突然上升。这个特性的区域称为击穿区。漏极电流随漏极到源极电压的增加而增加的曲线部分称为线性区或欧姆区,漏极电流几乎恒定的曲线部分称为恒流区或有功区。
现在我们从接地源端打开门极端,并在门极端施加一定的负电压。在这种情况下,栅极区和通道之间的结得到更快的反向偏置,因此相同漏极到源极电压的漏极电流变得更低。当施加负栅极电压时,整个对漏极电流和漏极到源电压的曲线都移动到零栅极电压曲线以下。如果我们在门极端施加更多的负电压,曲线将向下移动更多,如下图所示的n通道JFET特性
N通道JFET的传输特性
通过使漏极电压和源极电压保持在掐断电压,可以得到栅极电压和漏极电流之间的转移特性。当栅极处于零电位时,通过晶体管的最大漏极电流为短路栅极漏极电流(即DSS)。现在随着栅极负电位的增加,相应的漏极电流减小。当栅极电压为负时,漏极电流为零。当漏极到源极的电压与截断电压相同时,漏极电流变为零的负门极电压称为栅源截止电压VGS(下)。
P通道JFET的特性
在p通道JFET中,我们在漏极端施加负电位。如果我们使源极和门极都接地,并且从零增加漏极的负电位,我们将得到与n通道JFET相同的曲线。在开始时,由于孔沿相同方向漂移,漏极电流从源极流向漏极,随着漏极负电压的增大呈线性增大。由于沟道的负电位更接近漏极,因此更接近漏极的结的反向偏置也更多。这导致较厚的耗尽层向排泄终端。就像前面的例子,截断发生在负的漏极电压之后,曲线变得水平。如果我们继续增加负漏极电压,经过一定的负漏极电压,耗尽层就会经历雪崩击穿,通道就会不再受到任何阻碍,漏极电流就会突然上升到一个更高的值。因此,曲线将在开始有一个线性区域,在中间有一个活动区域,在结束有一个分解区域。现在,如果我们在栅极端施加正电压,结的反向偏置会变得更快,结果,特性曲线会向下移动,如下图所示。
P通道JFET的传输特性
这是在正栅极电压和漏极电流之间绘制的。该模式将与n通道JFET的情况相同,但施加电压的极性和漏极电流的方向不同。





