清华大学：《模拟电子电路》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 集成电路元、器件基础（1.4）场效应晶体管（FET）

14场效应晶体管(FET) 本节讨论结型场效应管JFET和金属一氧化物一半导体构 成的绝缘栅场效应管 MOSFET 41JFET的结构、工作原理和特性 漏极 源极 G9上栅极9D G95 型 P P型 N型 导电沟道\离 N隐埋层 P型衬底 P型村底 G下校 图14.1JFET的结构图 (a)分立N约道JFET结构示意图:(b)集成P内JFET结构图

1.4 场效应晶体管（FET） 本节讨论结型场效应管JFET和金属－氧化物－半导体构 成的绝缘栅场效应管MOSFET。 1.4.1 JFET的结构、工作原理和特性

JFET结构: 基底:N型半导体 D(漏极) N G(栅极) 两边是P区 导电沟道 S(源极)

N 基底 ：N型半导体 P P G(栅极) 两边是P区 S(源极) D(漏极) JFET结构： 导电沟道

N沟道结型场效应管JFET号: D漏极 N G(栅极) G S 0S源极

N P P G(栅极) S源极 D漏极 N沟道结型场效应管JFET符号： D G S

P沟道结型场效应管JFET符号: D漏极 D G(栅极) G N S 0S源极

P N N G(栅极) S源极 D漏极 P沟道结型场效应管JFET符号： D G S

JFET工作原理(以P沟道为例): DS 0V时 PN结反偏,V越大 则耗尽区越宽,导电 D D 沟道越窄。 DS G GS S

JFET工作原理（以P沟道为例）： VDS=0V时 P G S D VDS VGS N N ID PN结反偏，VGS越大 则耗尽区越宽，导电 沟道越窄

JFET工作原理(以P沟道为例): 但当V较小时,耗尽区宽 UDs=0V时 度有限,存在导电沟道。 D DS间相当于线性电阻。 G越大耗尽区越宽,沟道 DS 越窄,电阻越大。 GS S

P G S D VDS VGS N N ID UDS=0V时 N N VGS越大耗尽区越宽，沟道 越窄，电阻越大。 但当VGS较小时，耗尽区宽 度有限，存在导电沟道。 DS间相当于线性电阻。 JFET工作原理（以P沟道为例）：

JFET工作原理(以P沟道为例): 达到一定值时(夹断 电压aso),耗尽区碰到D↓D UDs=0时 起,DS间被夹断,这时 即使Vns≠0V,漏极电流 DS D=0A。 GS

UDS=0时 P G S D VDS VGS N N ID VGS达到一定值时（夹断 电压VGS(off)）,耗尽区碰到 一起，DS间被夹断，这时， 即使VDS  0V，漏极电流 ID=0A。 JFET工作原理（以P沟道为例）：

JFET工作原理(以P沟道为例): 越靠近漏端,PN结反 D 压越大。 沟道中仍是电阻特性 但是是非线性电阻 DS GS GS GS(ofn 且V DS0、GDGS(om 时耗尽区的形状

P G S D VDS VGS N N 越靠近漏端，PN结反 压越大。 ID VGS0、VGD<VGS(off) 时耗尽区的形状。 JFET工作原理（以P沟道为例）： 沟道中仍是电阻特性， 但是是非线性电阻

漏端的沟道被夹断,称下例): LaSofn VGD-VGslofni时 为预夹断。 D Ds增大则被夹断区 向下延伸。 DS G GS S

JFET工作原理（以P沟道为例）： G S D VDS VGS VGS<VGS(off) VGD=VGS(off)时 N N ID VDS增大则被夹断区 向下延伸。 漏端的沟道被夹断，称 为预夹断

JFET工作原理(以P沟道为例):vs<Vmm时 此时,电流J由未被夹断 D D 区域中的载流子形成, VD变化时,未夹断区的 长度有少量变化,但两端 DS 的电压不变,电场强度变囗N 化不大,因此L基本不随 Ds的增加而增加,呈恒 流特性

G S D VDS VGS N N 此时，电流ID由未被夹断 区域中的载流子形成， VDS变化时，未夹断区的 长度有少量变化，但两端 的电压不变，电场强度变 化不大，因此ID基本不随 VDS的增加而增加，呈恒 流特性。 ID JFET工作原理（以P沟道为例）： VGS<VGS(off) VGD=VGS(off)时