ch4-9 结型场效应管的工作原理和特性参数

JFET基本概念

1. 结型场效应管(Junction field effect tube —— JFET)，栅极(Grid)，漏极(Drain)，源极(Source)
2. 结构：长方体两侧连接栅极，中间沟道连接漏极和源极
3. N沟道JFET：中间的沟道材料为N型材料，两侧是P型材料。符号上是G——>S，箭头代表P——>N(材料)
4. P沟道JFET：中间的沟道材料为P型材料，两侧是N型材料。符号上是G<——S，箭头代表P——>N(材料)

   JFET基本控制原理

   $$I_D=\cfrac{Uds}{Rds}$$
   $$Rds=\rho \cfrac{L}{S}$$

   沟道越长，阻力越大，横截面积越大，阻力越小。

PN结反偏，栅极无电流，栅极电压控制导电沟道宽度，漏极电流为多子漂移电流。比如D+，S-，电子从S——>D，就是从D——>S的电流了。

JFET的工作原理

栅源电压对导电沟道的控制

栅源电压控制中间沟道的宽窄，当沟道宽度为0时，称为( 夹断电压 )

比如说，栅源电压反相增大，PN结变宽，那沟道就变窄了

漏源电压对导电沟道的控制

当漏源电压增大会改变沟道靠近正端的宽窄(因为电压高的话，反偏程度更大一点)，当沟道在漏端被夹断的时候称为( 预夹断 )

预夹断之后还是可以导电，因为沟道还导通大部分，在最后一小部分，尽管被夹断，但是由于电场的作用电子还是会流通。

JFET的特性曲线

以共源极为例，由于PN结反偏，所以栅极输入端无电流，无输入特性曲线

输出特性

$$Id=F(Uds)$$

nice啊，这张图看的很清楚

恒流区

1. 条件：
   $$Ugs>Ugsoff$$
   $$Uds>=Ugs - Ugsoff$$

   就是使沟道处在预夹断状态和但没有完全夹断

2. 特点：
   $Uds$增大时，$i_D$也会变大一点，因为长度变小，阻值变小，所以电流变大一点，因为增大很小所以可以看做恒流。

   可变电阻区

3. 条件：
   $$Ugs>Ugsoff$$
   $$Uds<Ugs - Ugsoff$$
4. 特点

   处于预夹断状态之前，Ugs增大，电流id会近似线性增大，变化的斜率受到栅源电压的控制，等效为漏极和源极直接接了一个电阻

实际上这个电阻是沟道的阻值

截止区

1. 条件：
   $$Ugs<=Ugsoff$$

   就是使沟道完全夹断

2. 特点：

   沟道夹断，漏极和源极之间断开

   击穿区

   $Uds$大到一定程度就会击穿，实际中要避免这个情况

   转移特性

   $$Id=F(Ugs)$$

和上图相似，两者成平方性的关系

2020.3.6