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介绍场效应管工作原理

时间:2011-01-22 20:56:36来源:原创 作者:admin 点击:

  1.什么叫场效应管

  FET是Field-Effect-Transistor的缩写,即为场效应晶体管。的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。FET应用范围很广,但不能说现在普及的双极型晶体管都可以用FET替代。

然而,FET的特性与双极型晶体管的特性不同,能构成技术性能非常好的电路。

  2. 场效应管的工作原理:

  

  (a) JFET的概念图

  

  (b) JFET的符号

  图1(b)门极的箭头指向为p指向 n方向,分别表示内向为n沟道JFET,外向为p沟道JFET。 图1(a)表示n沟道JFET的特性例。以此图为基础看看JFET的电气特性的特点。

  首先,门极-源极间电压以0V时考虑(VGS =0)。在此下漏极-源极间电压VDS 从0V,漏电流ID几乎与VDS 成比例,将此区域称为非饱和区。VDS 达到某值漏电流ID 的变化变小,几乎达到值。的ID 称为饱和漏电流(有时也称漏电流用IDSS 表示。与此IDSS 对应的VDS 称为夹断电压VP ,此区域称为饱和区。 其次在漏极-源极间加的电压VDS (例如0.8V),VGS 值从0开始向负方向,ID 的值从IDSS 开始慢慢地减少,对某VGS 值ID =0。将的VGS 称为门极-源极间遮断电压截止电压,用VGS (off)示。n沟道JFET的则VGS (off) 值带有负的符号,测量的JFET对应ID =0的VGS 很困难,在放大器使用的小信号JFET时,将达到ID =0.1-10μA 的VGS 定义为VGS (off) 的多些。 关于JFET为什么表示这样的特性,用图作以下简单的说明。

  

  场效应管工作原理用一句话说,"漏极-源极间流经沟道的ID ,用以门极与沟道间的pn结形成的反偏的门极电压控制ID "。更正确地说,ID 流经通路的宽度,即沟道截面积,它是由pn结反偏的变化,产生耗尽层扩展变化控制的缘故。 在VGS =0的非饱和区域,图10.4.1(a)表示的过渡层的扩展不很大,根据漏极-源极间所加VDS的电场,源极区域的某些电子被漏极拉去,即从漏极向源极有电流ID 流动。达到饱和区域如图10.4.2(a),从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型,ID饱和。将这种称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡,并不是电流被切断。 在过渡层没有电子、空穴的自由移动,在理想下几乎具有绝缘特性,通常电流也难流动。但是漏极-源极间的电场,上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近,漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。 如图10.4.1(b)的那样,即便再VDS ,因漂移电场的强度几乎不变产生ID 的饱和现象。 其次,如图10.4.2(c),VGS 向负的方向变化,让VGS =VGS (off) ,过渡层大致成为覆盖全区域的

而且VDS 的电场大部分加到过渡层上,将电子拉向漂移方向的电场,只有靠近源极的很短部分,这更使电流不能流通。

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