結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，簡(jiǎn)稱JFET，已被廣泛用于電子電路中。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET是一種可靠且有用的電子元件，可以很容易地用于從放大器到開(kāi)關(guān)電路的各種電子電路中。

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）的工作原理

以N溝道JFET為例進(jìn)行原理分析，JFET的工作原理圖如下圖所示。

在N型半導(dǎo)體兩側(cè)的P型半導(dǎo)體，與N型半導(dǎo)體接觸，因?yàn)樗鶕诫s的載流子濃度的差異（N型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子為電子；P型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子為空穴），在接觸后，N型半導(dǎo)體中的電子會(huì)往P型半導(dǎo)體中擴(kuò)散，P型半導(dǎo)體中的電子會(huì)往N型半導(dǎo)體中擴(kuò)散。但隨著擴(kuò)散的進(jìn)行，N型半導(dǎo)體中的電子變少后由電中性變味帶正電，P型半導(dǎo)體進(jìn)而帶負(fù)點(diǎn)。這時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)由N型半導(dǎo)體指向P型半導(dǎo)體的內(nèi)電場(chǎng)。由于內(nèi)電產(chǎn)的存在，多數(shù)載流子的擴(kuò)散被抑制，少數(shù)載流子則會(huì)在內(nèi)電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生漂移。在漂移與擴(kuò)散共同作用下，N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體的載流子逐漸平衡，在N區(qū)與P區(qū)的界面處，電子與空穴會(huì)逐漸復(fù)合，產(chǎn)生一個(gè)空間電荷區(qū)，該區(qū)的載流子因?yàn)橄嗷?fù)合，所以穩(wěn)定性強(qiáng)，流動(dòng)性差。即為耗盡層。

而JFET控制漏極電流的關(guān)鍵就在于耗盡層。

究竟如何控制漏極電流？通過(guò)對(duì)耗盡層寬度的控制可以達(dá)到控制漏極電流的目的。如下圖所示，可以觀察耗盡層的變化。

將兩個(gè)柵極相連后接電源A負(fù)極，，電源B的正極連漏極，負(fù)極連源極，電源A的正極連源極并接地電位。我們暫時(shí)假設(shè)電源B沒(méi)有起作用，只是電源A工作，電源A對(duì)柵極施加電壓-VGS。因?yàn)闁艠O的P型半導(dǎo)體受到反向電壓的作用，所以P型半導(dǎo)體中的空穴都被吸引到了電源端，導(dǎo)致耗盡區(qū)增加，N溝道變窄。

VGS施加的負(fù)電壓越大，則耗盡層越寬，N溝道越窄。當(dāng)電源B工作時(shí)，漏極與源極間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流，電流從漏極通過(guò)N溝道流向源極，我們通過(guò)控制G極的反向電壓就可以達(dá)到控制漏極電流的目的。當(dāng)G極的反向電壓達(dá)到一定程度，耗盡層就會(huì)完全覆蓋N溝道，這時(shí)，電子無(wú)法通過(guò)耗盡層，漏極就無(wú)法產(chǎn)生電流，這種狀態(tài)即為夾斷。如下圖所示。

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）工作模式

1、共源 （CS） 模式

在共源配置（類似于共發(fā)射極）中，輸入應(yīng)用于柵極，其輸出從漏極獲取，如下圖所示。這是 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET最常見(jiàn)的工作模式，因?yàn)樗哂懈咻斎胱杩购土己玫碾妷悍糯竽芰Γ虼藦V泛使用共源放大器。

共源（CS）

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）連接的共源模式一般用于音頻放大器和高輸入阻抗的前置放大器和級(jí)。作為放大電路，輸出信號(hào)與輸入“異相” 180 °。

2、共柵極 （CG） 模式

在共柵極配置（類似于共基極）中，輸入應(yīng)用于源極，其輸出來(lái)自漏極，柵極直接接地 （0v），如下圖所示。先前連接的高輸入阻抗特性在此配置中丟失，因?yàn)楣矕艠O具有低輸入阻抗，但具有高輸出阻抗。

共柵極 （CG）

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）的這種配置可用于高頻電路或阻抗匹配電路，低輸入阻抗需要與高輸出阻抗匹配。輸出與輸入“同相”。

3、共漏極 （CD） 模式

在共漏極配置中（類似于公共集電極），輸入應(yīng)用于柵極，其輸出來(lái)自源極。

公共漏極或“源極跟隨器”配置具有高輸入阻抗和低輸出阻抗和接近單位電壓增益，因此用于緩沖放大器。源極跟隨器配置的電壓增益小于 1，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)“同相”，0 °。

共漏極 （CD）

這種類型的配置被稱為“公共漏極”，因?yàn)樵诼O連接處沒(méi)有可用的信號(hào)，存在電壓，+V DD僅提供偏置。輸出與輸入同相。

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）的特性

1、有短路柵極的JFET漏極特性：有兩種方法可以指定結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的輸出特性。一種是柵極短路到零伏。這給出了半導(dǎo)體器件的單一曲線，并顯示了它在這些條件下是如何工作的。

2、有外部偏置的JFET漏極特性∶了解結(jié)型FET在不同偏置電平的條件下如何工作也很重要。完成后，將給出不同偏置水平下的特性曲線。

3、JFET傳輸特性∶結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的傳輸特性顯示了柵極電壓V GSM變化影響輸出或漏極電流l D的影響。

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）主要優(yōu)點(diǎn)

1、具有非常高的輸入阻抗。

2、具有負(fù)溫度系數(shù)的電阻，避免了熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。

3、具有非常高的功率增益，消除了使用驅(qū)動(dòng)級(jí)的必要性。

4、JFET尺寸更小、壽命更長(zhǎng)、效率更高。

文章整合自：IC先生、南京南山半導(dǎo)體、李工談元器件