结型场效应管

　　场效应管是一种利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，是仅由一种载流子参与导电的半导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。

　　场效应管分为结型和MOS型两种，结型包括N沟沟道和P沟道，MOS型也包括N沟道和P沟道两种，它们分别包含了增强型和耗尽型。

1. N沟道结型场效应管的结构和符号

　　结型场效应管是一种利用耗尽层宽度改变导电沟道的宽窄来控制漏极电流的大小的器件。它是在N型半导体硅片的两侧各制造一个PN结，形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。P区即为栅极g(G)，N型硅的一端是漏极d(D)，另一端是源极s(S)。

　　箭头方向表示栅结正偏或正偏时栅极电流方向。

N沟道结型场效应管结构动画

（1）VGS对导电沟道的影响：

　　(a) VGS=0，VDS=0,ID=0　

　　VP(VGS(OFF) )：夹断电压栅源之间是反偏的PN结，RGS>107Ω，所以IG=0

　　　　　　(b) 0<│VGS│< │VP│　　　　　　　(c) |VGS | = │VP│ ，

　　　　　　│VGS│↑→耗尽层变宽　　　　　　　　导电沟道被全夹断

（2）VDS>0 但|VGS-VDS| < | VP | ，时

(a) VDS增加，d端电位高，s端电位低，导电沟道内存在电位梯度，所以耗尽层上端变宽。

　　VDS↑→ ID ↑

(b)| VGS- VDS | = | VP |时，导电沟道在a点相遇，沟道被夹断。

VGS=0时，产生夹断时的ID称为漏极饱和电流IDSS

(c) VDS↑→夹端长度↑场强↑→ ID=IDSS基本不变。

输出特性: 表示VGS一定时，iD与VDS之间的变化关系。

　　结型场效应管的输出特性动画

(1) 截止区（夹断区）

　　 如果VP= -4V，

　　 VGS= -4V以下区域就是截止区

　　 VGS≤ VP 　　ID=0

(2) 放大区（恒流区）产生夹断后，VDS增

大，ID不变的区域

　　│VGS -VDS │≥│VP│

　　 VDS↑→ID不变

　　处于恒流区的场效应管相当于一个压控电流源

(2) 饱和区（可变电阻区）

　　未产生夹断时，VDS增大，ID随着增大的区域

　　│VGS -VDS│≤│VP│　 VDS↑→ID

　　处于饱和区的场效应管相当于一个压控可变电阻

　　结型效应管的工作原理动画

　　转移特性 : 表示vDS一定时，iD与vGS之间的变化关系。

　　　　　　　　　　　场效应管的转移特性曲线动画

　　转移特性描述了在VDS一定时，VGS对iD的控制作用。可直接从输出特性曲线上做图求出。

　　当|VGS - VDS |≥ | VP |后，管子工作在恒流区，VDS对iD的影响很小。实验证明，当|VGS - VDS |≥ | VP | 时，iD可近似表示为：