结型场效应晶体管(jfet)是一种fet(高输入阻抗器件),它有三个端子,即源(S)、门(G)和漏(D)。这些器件也被称为电压控制器件电压施加在栅极端子上的电流决定了流过漏极和源极端子之间的电流量。fet既可以由pn结组成,也可以由肖特基结组成,因此它们分别被称为pn jfet或金属半导体fet (mesfet)。此外,pn jfet可以分为两种类型,即(i)n沟道JFET和(2)p沟道JFET,这取决于是否当前的流动是由电子引起的,还是由空穴引起的。
n沟道JFET
n通道JFET的原理图及其电路符号如图1所示。从图1a所示的分层结构可以清楚地看出,n通道JFET的主要部分是由n型半导体。这种大块材料从源极和漏极端子相互相对的两个面。此外,还可以看到有两个相对较小的p区嵌入到这个衬底中,它们内部连接在一起形成栅端子。因此,在这里,源极和漏极端子为n型,而栅极为p型。因此,有两个pn结将形成在设备内,其分析揭示了JFET的工作模式。此外,图1b所示的电路符号有一个箭头指向器件的门端子,这表明电流将流向,提供pn结是正向偏置的。
n通道JFET的工作
在n通道JFET中,由于源极和漏极之间形成的通道是n型的,所以载流子主要是电子。此外,这些器件的工作取决于施加在其端子上的电压(图2)。
我:考虑这样的情况:没有电压也就是VDS= 0 and VGS= 0。在这个状态下,设备将是空闲的,没有当前的也就是IDS= 0。
案例二:现在考虑设备的漏极连接电池的正极,而负极连接电源,即VDS= + ve。但是,让栅极终端保持无偏态,即VGS= 0。在这一瞬间,在器件的n基板内的电子开始移动到漏极,被所施加的正力所吸引电池。同时,电子也将被排斥从源,因为它连接到电压供应的负极。这就导致了从漏极到源极(按照常规方向)的电流的净流动,其值仅受通道提供给它的电阻的限制。
此外,可以看到VDS增加在初始状态下流过器件的电流,该初始状态可称为JFET欧姆区。然而,值得注意的是,VDS也会导致pn结周围耗竭区宽度的增加。这种转换导致通道宽度减少,从而增加了它的电阻。这种现象会持续下去,直到两个耗竭区增长到几乎彼此接触的程度,这种情况被称为掐断。V对应的值DS被称为截断电压,VP。然而,即使在这种情况下,器件内仍存在一个具有高电流密度的狭窄通道,因此IDS将饱和到I级DSS如图2所示。正是这种行为JFET这使它表现为一个恒流源。
案例三:接下来,对于案例II中描述的设置,让我们添加电压源在门极终端,使门极为负的w.r.t源,即VGS= -ve而VDS+ ve。在这种情况下,器件的行为方式与情形II非常相似,只是V的值更低DS。这意味着掐断和饱和发生得相当早,并由施加在栅极上的负电位决定,即V更负GS,越早掐断,因其越早将被饱和,降低IDSS(图3)。
随着这种现象的继续,可以看到出现了一种情况,即漏源到源极电流I的饱和电平恰好为0 mA。这意味着没有当前的当电流流过这个装置时,这个装置就会关闭DS这将发生什么,但负钳断电压,即VDS= - vP。
p沟道JFET
的p沟道JFET(图4a)显示的工作模式与它的对应部分,即n沟道JFET除了一些不同。在…情况下p沟道JFET,器件的主要组成部分为p型,其中嵌入了两个小的n型区域。因此,它有一个n型栅端子和p型源极和漏极,导致通道为p型,其中孔洞将占大多数航空公司收取。接下来,电路符号中的箭头方向是向外的,这与n通道jfet的情况不同(图4b)。
p通道JFET的工作
类似于n通道jfet的情况,这些设备的工作也依赖于电压应用于其终端(图5)。
我:如果VDS= 0 and VGS= 0时,设备将处于空闲状态,没有电流,即IDS= 0。
案例二:现在考虑VDSto be -ve while VGS是0。在这种状态下,当p衬底内的空穴向漏极移动时,电流从源极流向漏极(按照常规方向),同时与源极相排斥。这种电流的值只受通道电阻的限制,并且可以看到随V的减小而增加DS(电阻区域)。然而,一旦截断发生(VDS= VP),当前的我DS在特定的一级饱和DSS,在此过程中,器件就像一个恒流源(图6)。
案例三:接下来,让VGS= +ve而VDS是负的。在这种情况下,所表现出的效果与情况II相似,即饱和发生的速度比V更快GS变得越来越积极。类似于在n沟道jfet,即使在这里,电流也以V的值停止流动DS等于VP,将设备设置为关闭状态。





