2022-2023学年高二物理竞赛课件：结型场效应管（JFET

结型场效应管（JFET） 结型场效应管（JFET） 一、JFET的结构和工作原理 结构、符号 ( Gate , Drain, Source ) g s d (b) 图4－1 P+ s g d N N P+ (a) 源极 漏极 栅极 2 图4－2 箭头表示PN结方向（PN） N+ s g d P P N+ (a) 源极 漏极 栅极 g s d (b) 3. 2. 工作原理（以N沟道管为例）  令vDS=0，看耗尽层的变化即沟道的宽窄 在g和s（PN结）间加一反偏vGG，即vGS为负值。 | vGS|，耗尽层均匀增加，沟道均匀变窄，见图4－3。 vGS P+ s g d N N P+ 图4－3 4. 4 | vGS| ， vGS= VP。沟道被夹断。见图4－4。 VP：夹断电压 图4－4 耗尽层 vGS P+ s g d N P+ vDS g 耗尽层 iD0 即使加vDS， iD亦为0。 5.  令vGS=0，看iD和vDS的关系 P+ s g d N P+ g 耗尽层 iD= 0 图4－5 (a) a. vDS=0， iD=0 见(a)图 6. b. vDS，沟道电场强 度（以这为主）  iD 但从源极到漏极，产生一个沿沟道的电位梯度，使加在PN结上的反偏由靠近源极的o到vDS。因此靠漏极 耗尽层宽，靠源极耗尽层窄，沟道成楔形。见(b)图。 P+ s g d N P+ g 耗尽层 iD迅速增大 VDS 图4－5 (b) 7. c. vDS ，两边耗尽层在A点相遇，称为预夹断， 此时g点和A点间电压为VP。即 vGS – vDS = VP 见(c)图。 （此后G与沟道中哪点电位差为VP。即某点PN结所加反偏为|VP|，哪点被夹断） P+ s g d N P+ g 耗尽层 iD趋于饱和 VDS 耗尽层 A 图4－5 (c) 8. d. vDS ， iD不变 夹断长度 （vDS不能控制iD） P+ s g d N P+ g 耗尽层 iD饱和 VDS 耗尽层 A 图4－5 (d) 9.  要使iD减少，须加负的vGS。 vGS 越负， iD越小。体现了vGS对iD的控制作用。 （vGS 产生的电场变化控制iD ，称为场效应管） P+ s g d N P+ g 耗尽层 iD饱和 VDS 耗尽层 A vGS 10. 3. JFET的特性曲线及参数  输出特性 I区：可变电阻区。vGS越负，漏源间等效交流电阻越大。 II区：饱和区（恒流区，线性放大区） III区：击穿区。vDS太大，加到G、D间PN结反偏太大，致使PN结雪崩击穿，管子不能正常工作，甚至烧毁。 图4－6 0 4 81012 16 20 0.2 0.4 0.6 0.8 预夹断 A B C II III I vDS(V) iD(mA) –0.4 –0.8 vDS＝10(V) 11.  转移特性 a. 讨论输入特性无意义 b. 转移特性是在输出特性上描点而得。 图4－7 A B C VP vDS＝10(V) (a) 0 4 81012 16 20 0.2 0.4 0.6 0.8 预夹断 A B C II III I vDS(V) iD(mA) –0.4 –0.8 vDS＝10(V) (b) vGS=0 iD(mA) –0.8 –0.4 –1.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 vGS(V) IDSS 12. 12 $