场效应管(FET):
场效应管种类很多,按基本结构又分两大类:金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)、结型场效应管(JFET);
从导电载流子的带电极性来看:有N(电子型)沟道 MOSFET、P(空穴型)沟道 MOSFET;
按照导电沟道形成机理不同又分:NMOS管和PMOS管增强型和 耗尽型。
场效应管作用:
利用电场效应来控制其电流大的小;
场效应管特点:
体积小、重量轻、耗电省、寿命长,并且输入阻抗高、噪声低、抗辐射能力强以及制造工艺简单。
JFET:
可分为N沟道与P沟道:
结型效应管与三极管对应关系:
栅极G(Gate)→基极B
源极S(Source)→发射极E
漏极D(Drain)→集电极C
1. N沟道结型场效应管(JFET)的工作原理:
工作条件:结型场效应管只能工作在栅源反偏的条件下, N沟道结型场效应管只能工作在负栅压区(uGS<0),否则将会出现栅流。
(1)栅源电压UGS对导电沟道的控制作用
1) 当uGS=0时,沟道较宽。
2)当UGS,off < uGS≤0时, PN结反偏,PN结(耗尽层)加宽。
3)当uGS ≤UGS,off 时,耗尽层将导电沟道全部夹断。
说明:漏极D到源极S的电位逐渐降落,导电沟道中各点与栅极之间的反偏电压逐渐变小,形成一个倾斜的耗尽层。
结论:
(1)当漏极D和源极S之间接漏源电压uDS>0时,将在沟道产生电流iD。
(2) DS之间的电压导致DG之间的反偏电压uGD < 0,当 uGD=UGS,off时,即在漏极最出现预夹断。
输出特性曲线有三个区:
1)可变电阻区( 恒阻区)
2)恒流区(饱和区、放大区)
3)击穿区
(2)漏源电压uDS对漏极电流iD的影响
1)可变电阻区:当uDS在较小(uDS < uGS-uGS,off)区域时,增加uDS, iD将线性增大,此时漏极附近的耗尽层逐渐加厚,当耗尽层在漏极附近相遇时,称为预夹断,此时uGD=UGS,off ,uGD=uGS-uDS;
2)恒流区:继续增加uDS,uGD反向电压不断增大,夹断区加长,增加的uDS几乎全部用于克服夹断区增加的阻力,此时iD几乎不变;
3)击穿区:uDS 增加到某一值时,iD开始剧增而出现击穿。
2. N沟道结型场效应管(JFET)的特性曲线
(1)输入输出特性
(2)放大特性
3.N沟道结型场效应管应用电路
(1)场效应管偏置电路
和晶体三极管放大电路一样,必须用合适的偏置电路将其工作点偏置在FET静态输出特性曲线的恒流区(即放大区),并使工作点稳定,才能使FET工作在放大状态。
自给偏置电路
分压式偏置电路