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  • 結(jié)型場效應(yīng)管是什么,結(jié)型場效應(yīng)管的特點與作用
    • 發(fā)布時間:2021-04-30 19:04:55
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    結(jié)型場效應(yīng)管是什么,結(jié)型場效應(yīng)管的特點與作用
    結(jié)型場效應(yīng)晶體管(Junction Field-Effect Transistor,JFET)JFET是在同一塊N形半導(dǎo)體上制作兩個高摻雜的P區(qū),并將它們連接在一起,所引出的電極稱為柵極g,N型半導(dǎo)體兩端分別引出兩個電極,分別稱為漏極d,源極s。
    1.什么是結(jié)型場效應(yīng)管
    結(jié)型場效應(yīng)晶體管(Junction Field-Effect Transistor,JFET):JFET是由p-n結(jié)柵極(G)與源極(S)和漏極(D)構(gòu)成的一種具有放大功能的三端有源器件。其工作原理就是通過電壓改變溝道的導(dǎo)電性來實現(xiàn)對輸出電流的控制。
    結(jié)型場效應(yīng)管
    對于結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET),最常見到的是耗盡型JFET(D-JFET),即在0柵偏壓時就存在有溝道 的JFET;一般,不使用增強型JFET(E-JFET)——在0柵偏壓時不存在溝道 的JFET。這主要是由于長溝道E-JFET在使用時較難以產(chǎn)生出導(dǎo)電的溝道、從而導(dǎo)通性能不好的緣故。不過,由于高速、低功耗電路中應(yīng)用的需要,有時也需要采用E-JFET。
    JFET導(dǎo)電的溝道在體內(nèi)。耗盡型和增強型這兩種晶體管在工藝和結(jié)構(gòu)上的差別主要在于其溝道區(qū)的摻雜濃度和厚度。D-JFET的溝道的摻雜濃度較高、厚度較大,以致于柵pn結(jié)的內(nèi)建電壓不能把溝道完全耗盡;而E-JFET的溝道的摻雜濃度較低、厚度較小,則柵pn結(jié)的內(nèi)建電壓即可把溝道完全耗盡。
    但是,對于短溝道E-JFET,情況則有所不同,因為這種晶體管的漏極電壓可以作用到源極附近,使得溝道中的勢壘降低,所以能夠形成導(dǎo)電溝道。這種E-JFET從本質(zhì)上來說也就是靜電感應(yīng)晶體管。
    在導(dǎo)電機理上與JFET相同的場效應(yīng)晶體管就是Schottky柵極場效應(yīng)晶體管(MESFET),這里只是用金屬-半導(dǎo)體接觸的Schottky結(jié)代替了p-n結(jié)作為柵極。
    另外還有一種場效應(yīng)晶體管,就是高電子遷移率晶體管(HEMT),這種器件在結(jié)構(gòu)上與MESFET類似,但是在工作機理上卻更接近于MOSFET。
    此外,MOSFET的襯偏效應(yīng)實際上也就是JFET的一種作用。
    2.結(jié)型場效應(yīng)管特點
    JFET的特點是:
    ①是電壓控制器件,則不需要大的信號功率。
    ②是多數(shù)載流子導(dǎo)電的器件,是所謂單極晶體管,則無少子存儲與擴散問題,速度高,噪音系數(shù)低;而且漏極電流Ids的溫度關(guān)系決定于載流子遷移率的溫度關(guān)系,則電流具有負(fù)的溫度系數(shù),器件具有自我保護的功能。
    ③輸入端是反偏的p-n結(jié), 則輸入阻抗大, 便于匹配。
    ④輸出阻抗也很大, 呈現(xiàn)為恒流源,這與BJT大致相同。
    ⑤JFET一般是耗盡型的,但若采用高阻襯底, 也可得到增強型JFET(增強型JFET在高速、低功耗電路中很有應(yīng)用價值);但是一般只有短溝道的JFET才是能很好工作的增強型器件。實際上,靜電感應(yīng)晶體管也就是一種短溝道的JFET。
    ⑥溝道是處在半導(dǎo)體內(nèi)部,則溝道中的載流子不受半導(dǎo)體表面的影響,因此遷移率較高、噪聲較低。
    3.結(jié)型場效應(yīng)管作用
    作用:
    1.場效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。
    2.場效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。
    3.場效應(yīng)管可以用作可變電阻。
    4.場效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。
    5.場效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。
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