电子电路基础 - JFET

简述

JFET 缩写为Junction Field Effect Transistor。JFET 就像一个普通的 FET。JFET 的类型有 n 沟道 FET 和 P 沟道 FET。在 n 沟道 FET 中将 p 型材料添加到 n 型衬底，而在 p 沟道 FET 中将 n 型材料添加到 p 型衬底。因此，讨论一种 FET 就足以理解两者。

N沟道场效应管

N 沟道 FET 是最常用的场效应晶体管。对于 N 沟道 FET 的制造，采用 N 型半导体的窄条，在其上通过扩散在相对两侧形成 P 型材料。将这两个侧面连接起来为栅极端子绘制单个连接。这可以从下图中理解。

这两个栅极沉积（p 型材料）形成两个 PN 二极管。门之间的区域称为通道。多数载流子通过这个通道。因此 FET 的横截面形式可以理解为下图。

在n型半导体棒的两端形成欧姆接触，形成源极和漏极。源极和漏极端子可以互换。

N 沟道 FET 的操作

在开始 FET 的操作之前，应该了解耗尽层是如何形成的。为此，我们假设栅极端电压V _GG反向偏置，而漏极端电压V _DD未施加。让这种情况成为 1。

在情况1中，当V _GG被反向偏置并且没有施加V _DD时，P层和N层之间的耗尽区趋于扩大。这发生在施加的负电压将空穴从 p 型层吸引到栅极端子时。
在情况2中，当施加V _DD（正端子到漏极，负端子到源极）并且不施加V _GG时，电子从源极流到漏极，构成漏极_电流I_D。

现在让我们考虑下图，以了解同时提供两个供应时会发生什么。

栅极端的电源使耗尽层生长，漏端的电压允许漏极电流从源极到漏极。假设源极端的点是B，漏极端的点是A，那么沟道的电阻将使A端的电压降大于B端的电压降。这意味着，

V _A > V _B

因此，电压降在通道的长度上是渐进的。因此，漏极端子的反向偏置效应强于源极端子。这就是为什么当同时施加V _GG和V _DD时，耗尽层在点 A 处比在点 B 处更容易渗透到通道中。下图解释了这一点。

现在我们已经了解了 FET 的行为，让我们来看看 FET 的实际操作。

耗尽操作模式

由于耗尽层的宽度在 FET 的操作中起着重要作用，因此名称耗尽模式的操作暗示。我们还有另一种模式，称为增强模式操作，将在 MOSFET 的操作中讨论。但是JFET 只有耗尽模式的操作。

让我们考虑在栅极和源极端子之间没有施加电位，并且在漏极和源极之间施加电位V _DD。现在，电流I _D从漏极流向源极端子，随着沟道宽度的增大而达到最大值。让施加在栅极和源极端子之间的电压V _GG是反向偏置的。如上所述，这增加了耗尽宽度。随着层的生长，沟道的横截面减小，因此漏极电流I _D也减小。

当该漏极电流进一步增加时，出现两个耗尽层相互接触的阶段，并阻止电流I_D。下图清楚地显示了这一点。