华中科技大学电信系：《模拟电子技术基础》课程教学资源（PPT电子教案）场效应管放大电路 5.3 结型场效应管

华中电信系 53结型场效应管 531JFET的结构和工作原理 532JFET的特性曲线及参数 53.3JFET放大电路的小信号模型分析法 HOME BACKNEXT

5.3 结型场效应管 5.3.1 JFET的结构和工作原理 5.3.2 JFET的特性曲线及参数 5.3.3 JFET放大电路的小信号模型分析法

53.1JFET的结构和工作原理 华中大电信系 1.结构 耗尽层 d 氧化层 源极 栅极|漏极 N型导电沟道耗尽层 P’型衬底 符号中的箭头方向表示什么? HOME BACKNEXT

5.3.1 JFET的结构和工作原理 1. 结构

华中电信系 2.工作原理(以N沟道JFET为例) ①cs对沟道的控制作用 当 lUGS <0时 耗 尽 PN结反偏→耗尽层加厚 →沟道变窄 cs继续减小,沟道 继续变窄。 当沟道夹断时,对应 耗耗 的栅源电压Uc称为夹断 尽尽 层ⅰ层 电压Vp(或Vsom) 对于N沟道的JFET,Vp<0。 HOME BACKNEXT

2. 工作原理 ① vGS对沟道的控制作用 当vGS＜0时 （以N沟道JFET为例） 当沟道夹断时，对应 的栅源电压vGS称为夹断 电压VP （ 或VGS(off)）。 对于N沟道的JFET，VP <0。 PN结反偏 耗尽层加厚 沟道变窄。   vGS继续减小，沟道 继续变窄

2.工作原理(以N沟道JFET为例) 迅速增大 ②Ds对沟道的控制作用 当vcs=0时,→D个 耗尽层 G、D间PN结的反向 电压增加,使靠近漏极 b趋于饱和 处的耗尽层加宽,沟道 变窄,从上至下呈楔形 b饱和 分布。 当乙s增加到使 cD=v时,在紧靠漏 DD 极处出现预夹断。 此时ns个→夹断区延长→>沟道电阻个 →>D基本不变 HOME BACKNEXT

2. 工作原理 （以N沟道JFET为例） ② vDS对沟道的控制作用 当vGS=0时， vDS  ID  G、D间PN结的反向 电压增加，使靠近漏极 处的耗尽层加宽，沟道 变窄，从上至下呈楔形 分布。 当vDS增加到使 vGD=VP时，在紧靠漏 极处出现预夹断。 此时vDS   夹断区延长  沟道电阻 ID基本不变

华中电信系 2.工作原理(以N沟道JFET为例) ③vcs和s同时作用时 当v<Us<0时,导电沟道更容易夹断, 对于同样的∽s,L的值比es=0时的值要小 在预夹断处 UGd=UGs UDs=Vp HOME BACKNEXT

2. 工作原理 （以N沟道JFET为例） ③ vGS和vDS同时作用时 当VP <vGS<0 时，导电沟道更容易夹断， 对于同样的vDS，ID的值比vGS=0时的值要小。 在预夹断处 vGD=vGS-vDS =VP

华中电信系 综上分析可知 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电, 所以场效应管也称为单极型三极管。 JFET栅极与沟道间的叫N结是反向偏置的,因 此is≈0,输入电阻很高。 JFT是电压控制电流器件,受τes控制。 预夹断前i与s呈近似线性关系;预夹断后, 趋于饱和。 #为什么JFET的输入电阻比BJT高得多? HOME BACKNEXT

综上分析可知 • 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电， 所以场效应管也称为单极型三极管。 • JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制。 • 预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后， iD趋于饱和。 • JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因 此iG0，输入电阻很高

华中大电信系 532JFET的特性曲线及参数 1输出特性in=∫(ons) GS 2转移特性i=∫(0 GS /Ups=const i=Ds(1-)2(Vp≤℃s≤0) P iD/mA,预夹断轨迹 ip/mA 0.8 Ⅱ区vGD=℃s-Ubs=Vp 0.5 Ⅲ区vGs=0V Ds=20 0.4 06 10V 预夹断点 0.3 0.4 5V 0.2 02 0.8 ' ps/V 1 V 区 2-1.5 0.5 O HOME BACKNEXT

5.3.2 JFET的特性曲线及参数 D DS G const. S ( )  v v  i f 2. 转移特性 D GS D const. S ( )  v v  i f (1 ) ( 0) P GS 2 P GS D  DSS   v  v V V i I 1. 输出特性

华中大电信系 532JFET的特性曲线及参数 3.主要参数 与 MOSFET类似 HOME BACKNEXT

与MOSFET类似 3. 主要参数 5.3.2 JFET的特性曲线及参数

5.3.2FET放大电路的小信号模型分析法 旁电信系 1.FET小信号模型 (1)低频模型 gog rA。U HOME BACKNEXT

5.3.2 FET放大电路的小信号模型分析法 1. FET小信号模型 （1）低频模型

华中电信系 (2)高频模型 d ld g HOME BACKNEXT

（2）高频模型