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  • 結型場效應管的知識介紹
    • 發布時間:2021-05-13 15:16:46
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    結型場效應管的知識介紹
    結型場效應晶體管(Junction Field-Effect Transistor,JFET)JFET是在同一塊N形半導體上制作兩個高摻雜的P區,并將它們連接在一起,所引出的電極稱為柵極g,N型半導體兩端分別引出兩個電極,分別稱為漏極d,源極s。
    1.什么是結型場效應管
    結型場效應晶體管(Junction Field-Effect Transistor,JFET):JFET是由p-n結柵極(G)與源極(S)和漏極(D)構成的一種具有放大功能的三端有源器件。其工作原理就是通過電壓改變溝道的導電性來實現對輸出電流的控制。
    結型場效應管
    對于結型場效應晶體管(JFET),最常見到的是耗盡型JFET(D-JFET),即在0柵偏壓時就存在有溝道 的JFET;一般,不使用增強型JFET(E-JFET)——在0柵偏壓時不存在溝道 的JFET。這主要是由于長溝道E-JFET在使用時較難以產生出導電的溝道、從而導通性能不好的緣故。不過,由于高速、低功耗電路中應用的需要,有時也需要采用E-JFET。
    JFET導電的溝道在體內。耗盡型和增強型這兩種晶體管在工藝和結構上的差別主要在于其溝道區的摻雜濃度和厚度。D-JFET的溝道的摻雜濃度較高、厚度較大,以致于柵pn結的內建電壓不能把溝道完全耗盡;而E-JFET的溝道的摻雜濃度較低、厚度較小,則柵pn結的內建電壓即可把溝道完全耗盡。
    但是,對于短溝道E-JFET,情況則有所不同,因為這種晶體管的漏極電壓可以作用到源極附近,使得溝道中的勢壘降低,所以能夠形成導電溝道。這種E-JFET從本質上來說也就是靜電感應晶體管。
    在導電機理上與JFET相同的場效應晶體管就是Schottky柵極場效應晶體管(MESFET),這里只是用金屬-半導體接觸的Schottky結代替了p-n結作為柵極。
    另外還有一種場效應晶體管,就是高電子遷移率晶體管(HEMT),這種器件在結構上與MESFET類似,但是在工作機理上卻更接近于MOSFET。
    此外,MOSFET的襯偏效應實際上也就是JFET的一種作用。
    2.結型場效應管特點
    JFET的特點是:
    ①是電壓控制器件,則不需要大的信號功率。
    ②是多數載流子導電的器件,是所謂單極晶體管,則無少子存儲與擴散問題,速度高,噪音系數低;而且漏極電流Ids的溫度關系決定于載流子遷移率的溫度關系,則電流具有負的溫度系數,器件具有自我保護的功能。
    ③輸入端是反偏的p-n結, 則輸入阻抗大, 便于匹配。
    ④輸出阻抗也很大, 呈現為恒流源,這與BJT大致相同。
    ⑤JFET一般是耗盡型的,但若采用高阻襯底, 也可得到增強型JFET(增強型JFET在高速、低功耗電路中很有應用價值);但是一般只有短溝道的JFET才是能很好工作的增強型器件。實際上,靜電感應晶體管也就是一種短溝道的JFET。
    ⑥溝道是處在半導體內部,則溝道中的載流子不受半導體表面的影響,因此遷移率較高、噪聲較低。
    3.結型場效應管作用
    作用:
    1.場效應管可應用于放大。由于場效應管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。
    2.場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。
    3.場效應管可以用作可變電阻。
    4.場效應管可以方便地用作恒流源。
    5.場效應管可以用作電子開關。
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