📜  场效应晶体管

📅  最后修改于: 2020-11-22 17:41:42             🧑  作者: Mango


场效应晶体管(FET)是三端半导体器件。其操作基于受控的输入电压。从外观上讲,JFET和双极晶体管非常相似。但是,BJT是电流控制的器件,而JFET由输入电压控制。最常见的是两种类型的FET。

  • 结型场效应晶体管(JFET)
  • 金属氧化物半导体FET(IGFET)

结型场效应晶体管

结型场效应晶体管的功能仅取决于多数载流子(电子或空穴)的流量。基本上,JFET由N型或P型硅条组成,其侧面包含PN结。以下是关于FET要记住的一些要点-

  • 栅极-通过扩散或合金化技术,对N型条的两侧进行重掺杂以形成PN结。这些掺杂区称为栅极(G)。

  • -这是多数载流子进入半导体条的入口。

  • 漏极-这是大多数载流子离开半导体条的出口点。

  • 通道-N型材料的区域,多数载流子从源极流到漏极。

现场半导体器件中通常使用两种类型的JFETN沟道JFETP沟道JFET

N沟道JFET

它具有在P型衬底上形成的N型材料薄层。下图显示了N沟道JFET的晶体结构和示意图。然后,用P型材料在N沟道的顶部上形成栅极。在通道和栅极的末端,连接了导线,并且基板没有连接。

当将直流电压源连接到JFET的源极和漏极引线时,最大电流将流经通道。来自源极和漏极端子的电流量相同。通道电流的大小将由V DD的值和通道的内部电阻确定。

JFET的源极-漏极电阻的典型值为几百欧姆。显然,即使栅极断开,通道中也会发生全电流导通。本质上,在ID处施加的偏置电压量控制着流过JFET沟道的载流子的流量。栅极电压变化很小时,可以在全导通和截止状态之间的任何位置控制JFET。

N沟道JFET

P沟道JFET

它具有在N型衬底上形成的P型材料薄层。下图显示了N沟道JFET的晶体结构和原理图符号。栅极由N型材料形成在P沟道的顶部。在通道和栅极的末端,连接了导线。其余的构造细节与N沟道JFET相似。

P沟道JFET

通常,对于一般操作,栅极端子相对于源极端子为正。 PN结耗尽层的尺寸取决于反向偏置栅极电压值的波动。栅极电压变化很小时,可以在全导通和截止状态之间的任何位置控制JFET。

JFET的输出特性

JFET的输出特性在恒定栅极源极电压(V GS )的漏极电流(I D )和漏极源极电压(V DS )之间绘制,如下图所示。

JFET输出特性

最初,漏极电流(I D )随着漏极-源极电压(V DS )迅速上升,但突然变为恒定的电压,称为夹断电压(V P )。高于夹断电压时,沟道宽度变得如此狭窄,以至于允许很小的漏极电流通过。因此,漏极电流(I D )在夹断电压以上保持恒定。

JFET的参数

JFET的主要参数是-

  • 交流漏极电阻(Rd)
  • 跨导
  • 放大系数

AC漏极电阻(R d) -它是在漏极源极间电压(ΔVDS)以恒定栅极-源极电压在漏电流(ΔId)的变化的变化的比率。可以表示为

[R d =(ΔVDS)/(ΔId)在恒定的V GS

跨导(克FS) -它是在漏极电流(ΔId)以恒定的漏极-源极电压在栅极源极间电压(ΔVGS)的变化的变化的比率。可以表示为

FS =(ΔId)/(ΔVGS)以恒定的,V DS

放大因子(U) -它是在漏极-源极电压(ΔVDS)变化的,以在栅极源极间电压(ΔVGS)恒定漏极电流(ΔId)的变化的比率。可以表示为

U =(ΔVDS)/(ΔVGS)以恒定的予d