场效应管-结型场效应管.doc

场效应管-结型场效应管 1基本结构 场效应管是电压控制器件，A服了晶体管输入间路副结正向偏置时有输人电流的缺点，应用刚结电因帧睬控制输出回路电流，输入回路围攻不取电流 场效应管内部结构他L1如图1和图2所示。 它是在一块N型半导体的两边利用杂质扩散出高浓度的P型区域，用广表示，形成两个PN结。 N型半导体的两端引出两个电极，分别称为漏极D和源极s。把两边的P区引出电极连接在一起称为栅极G。 如果在漏源极间TI代理加上正向电压，N区中的多子(也就是电子)可以导电。它们从源极s出发，流向漏极D。电流方向由D指向s，称为漏极电流J。 由于导电沟道是N型的，故称为N沟道结型场效应管。 如图233所示，图(a)是N沟道JFET的表示符号。箭头方向表示PN结的正向电流方向。它的3个电极D、G、S分别与晶体管的c、b、e极相对应。 用同样的方法可制成P沟道结型场效应管。两种场效应管结构不向，但工作原理完全相同。 2工作原理 结型场效应管的工作原理如图23所示。从结型场效应管的结构可以看到，在栅极和导电沟道间存在一个PN结。现在来认识一下这个PN结。 首先，假如在Gs间加上反向电压vQ，则PN结反向偏置。显然，改变v6将改变耗尽层的宽度。 其次，由于PN结两边，P区掺杂浓度很高，N区掺杂浓度相对较低，州结中N区一侧的正离子数与P区一例的负离子数相等，因而交界面两侧的宽度并不相等。掺杂程度低的N沟道层宽比P区层宽大很多。故此，N1以认为，当耗尽层展宽时主要向着导电沟道的一侧。 下面，来看看当栅源之间电压VM变化时，对耗尽层和导电沟道的宽度以及漏极电流JD的大小产生什么影响。 先考虑VBo，也就是漏源极短接的情况，如图235所示，当在栅源间加上负电压VG时，改变VM时耗尽层和导电沟道将如何变化 现在，可以得到什么结论呢 当YL5的绝对值增大时，耗尽层展宽，导电沟道变窄，沟道电阻变大。 当VGS增大到一定数值时，耗尽层展宽到彼此相遇，于是，整个导电沟道被全部“夹断”。这时的VRB称为夹断电压，用vP表示。这是结型场效应管的一个重要参量，一般为负几伏。显然，漏源间的电流JD受vL5的控制。 vB的值不能无限制地增大，否则将导致PN结的击穿。 现在在漏源极间加U、的正电源电压VM，如图3所示，N沟道中的电子流就形成漏极电流JD，方向自D到s，而且与漏源电压呈线性关系。由于vL5o，耗尽层窄，导电沟道宽，因而沟道电阻小，JD较大。 由于Jn流过具有一定电阻的沟道，沿沟道长度将有一个电压降。s端PN结为零偏，D端PN结为反偏，这样，漏端耗尽层比源端宽，漏端沟道比源端窄形成梯形导电沟道。 增大vG看看会发生什么现象呢?如图237所示。可以得到什么结论败 漏极电流IU随之增大，漏极PN结更为反偏，沟道不等宽的情况越明显，沟道在漏极附近越来越窄。当VM增大到VMVP时，漏端耗尽层刚刚相接，沟道漏端被夹断，这种情况称为预夹断。VM继续增加，夹断区会加长，但夹断区的加长并不意味着J。将下降，甚至为o。因为这个夹断区是由于J。存在而存在的，如果JDo，夹断区也不存在了。实际的情况是，夹断区上的电阻值比沟道阻值大得多，所以增钽电容 加http:/www.cdindustries.hk的http:/www.cdindustries.hk那部分电压几乎全部降落在夹断区上，夹断区的电场加强，因此沟道户的电子仍可漂移过央断区，所以JM基本个随VB变化。这时的电流称为饱和漏电流IM。 现什，441IJ矾跟吊二研1自OT，训凶2所示，在栅源极间加上负电压，这就是上面讨论的两种情况的综合。 加在栅源极问的负电压使耗尽层变宽，导电沟道变窄；漏源极间的正电压使很耗尽区和导电沟道进步变得不等宽。 如果保持YM不变，增大VLS的绝对值，情况会怎样呢7结果是，YL5的绝对他越大，耗尽层越宽，导电沟道变窄，漏极电流IU也就越小。当他的绝对值增加到使得栅漏电压YTB YP时，VMVM VM，发生预夹断。 继续增加1YQq ，两边托尽层接触部分增加，直到VLSVY时，耗尽全部合拢，沟道夹断。此时，JD约为o。 由以上分析可知，对于结型场效应管，是在栅源极问加一反向偏置电压， N沟道中两侧的PN结处于反向接法。改变加在PN结两端的反向偏量电压，即改变了PN结中的电场，就可以改ATMEL代理变耗尽层的宽度，改变了导屯沟道的宽度，