在本教程中，我们将学习一种名为结场效应晶体管(JFET)的场效应晶体管(FET)。我们将会看到电路的符号，基本的偏置条件，V-I特性，一个简单的例子放大器电路和很少的应用程序。
大纲
介绍
FET晶体管是电压控制的装置，其中当BJT晶体管是电流控制的装置。FET晶体管具有基本上是三个端子，例如漏极（D），源极和栅极（G），其等于相应的BJT晶体管中的集电极，发射器和基端。
在BJT晶体管中，输出电流由施加到基座的输入电流控制，但是在FET晶体管中，输出电流由施加到栅极端子的输入电压控制。
在场效应晶体管中，输出电流通过漏极和源极之间，这个路径称为通道，这个通道可以由p型或n型半导体材料制成。在BJT晶体管中，小输入电流操作大负载，但在FET中，小输入电压操作输出大负载。
The BJT transistors are ‘bipolar’ devices because they operates with both types of charge carriers, such as electrons and holes but the FET transistors are ‘unipolar’ devices because they operate with the charge carriers of either electrons (for N-channel) or holes (for P-channel).
与BJT晶体管相比，FET晶体管的尺寸较小，并且它们具有较少的功率耗散。由于该高效率，通过更换相应的BJT晶体管，使用FET晶体管在许多电子电路应用中使用。由于其低功耗行为，这些FET晶体管非常有用。与BJT一样，FET晶体管也可以在P沟道和N沟道中提供。
FET晶体管具有高输入阻抗，而BJT具有相对低的输入阻抗。由于这种高阻抗值，FET晶体管对小的输入电压非常敏感。FET晶体管主要分为两种类型;它们是结场效应晶体管(JFET)和绝缘栅场效应晶体管(IG-FET)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
结场效果晶体管（JFET）
结场效果晶体管（JFET）是FET晶体管之一。JFET是最简单的FET晶体管，它有三个终端。JFET晶体管用作电子控制开关，电压控制电阻和放大器。
BJT晶体管用PN-结构造，但JFET晶体管具有频道而不是PN结。由于P型或N型半导体材料中的任何一种，形成该通道。
JFET晶体管分为两种类型;它们是N沟道JFET和P频道JFET。一世n the N-channel JFET the channel is doped with the donor impurities due to this the current passing through the channel is negative (i.e. due to electrons) but in the P-channel JFETs the channel is doped with the acceptor impurities due to this the current flowing through this channel is positive (i.e. due to holes).
N沟道JFET具有比P沟道JFET更多的电流传导，因为电子的迁移率大于孔的迁移率。因此，N沟道JFET广泛使用于P沟道JFET。栅极（G）端子处的小电压控制在JFET的通道（在漏极和源之间）中的电流流动。
发射器和收集器端子在BJT中使用PN-结连接，但在JFET中，漏极和源端子与通道连接。在栅极端子处施加的小电压控制在JFET的漏极和源之间的频道之间的电流流动。在N沟道JFET中，该栅极电压为负，在P沟道JFET中是正的。
BJT和JFET晶体管之间的主要差异之一是当JFET具有反向偏置的结时，栅极电流可以为零，但在BJT中，基极电流始终必须大于零。BJT和JFET之间的符号的比较如下图所示。
N沟道JFET偏置
n沟道JFET晶体管的内部图如下图所示。这是一个有n型通道和p型材料区域的晶体管。如果栅极扩散到n型沟道中，则形成一个反向偏置的pn结，当没有外部电源应用于晶体管时，这导致栅极终端周围的耗尽区域。通常jfet被称为耗尽模式器件。
该耗尽区域产生潜在的梯度，其围绕PN结周围的厚度变化。该PN结通过降低通道宽度并通过增加信道电阻而使电流流过通道。
现在JFET的通道用零偏置电压施加为输入。由于在栅极 - 漏极和栅极和源之间的耗尽区域的小部分之间形成的耗尽区域的大部分。
如果电压小(VDS.）施加零栅极电压的漏极源（V.G)然后电流(IDS.）将通过此频道流过。现在，如果我们应用少量的负电压（-VGS.）（即反向偏见的条件）然后耗尽区域宽度增加，这导致沟道长度的一部分降低并减少通道的导通。
这个过程称为“挤压效果”。如果我们将在栅极端子处增加更多的负电压，则它会降低通道宽度，直到没有电流流过通道。现在，这种情况据说JFET被“挤压”。FET通道关闭的施加电压被称为“夹紧关闭电压（VP.）“。
捏效应
具有n通道结构的JFET如上所示。首先，如果栅极电压为零，则通道电阻也为零，通道导通高。如果栅极电压(即负电压)增加到零以上，那么通道的电阻也增加，少量电流将流过通道。
如果我们在栅极终端应用大量的负电压，则通道完全通过它阻挡电流的流量。在这种情况下，通过通道没有电流流动，现在JFET充当完美的电阻器。
JFET通道关闭的状态称为“掐断”，在这种情况下施加在栅极上的电压称为“掐断电压(VP.）“。在夹持状态下栅极电压（VGS.)控制通道电流。p沟道JFET的工作原理与n沟道JFET相同，但有一些变化，例如由于空穴导通，沟道电流为正，需要反向极性来施加栅电压。
JFET V-I特征
N沟道JFET的V-I特性如下所示。在该N沟道JFET结构中栅极电压（VGS.）控制源漏极之间的电流。JFET是一个电压控制装置，所以没有电流流过栅极，然后源电流（iS.）等于漏极电流（iD.）即I. I.D.= I.S.．
在该V-I特征中，电压VGS.表示栅极与源和电压V之间施加的电压DS.表示漏极和源之间施加的电压。
根据输入电压的不同，JFET在运行的不同阶段具有不同的特性，下面解释JFET在不同区域的特性。JFET主要工作在欧姆区、饱和区、截止区和击穿区。
欧姆地区:如果是V.GS.= 0然后频道的耗尽区域非常小，并且在该区域中，JFET充当电压控制电阻器。
挤压区域：这也称为截止区域。当栅极电压为负时，JFET进入该区域，然后通道关闭I.E.NO电流流过通道。
饱和度或活动区域：在该区域中，通道充当由栅极电压控制的良好导体（V.GS.）。
细分区域：如果排水到源极电压（vDS.）足够高，然后JFET的通道断开，并且在该区域中不受控制的最大电流通过该装置。
P沟道JFET晶体管的V-I特征曲线也与N沟道JFET具有一些例外，例如栅极到源极电压（VGS.）肯定地增加，然后漏极电流降低。
排水电流iD.施加电压V时流过通道为零GS.等于夹紧电压V.P.．在JFET正常工作时，施加的栅电压为VGS.在0到V之间P.，在这种情况下漏极电流为ID.流过通道可以按如下计算。
一世D.= I.DSS（1-（vGS./ V.P.））2
在哪里
一世D.=漏极电流
一世DSS最大饱和电流
V.GS.=源电压的门
V.P.=挤压电压
漏极源电阻等于漏极源电压的变化率和漏极电流变化率的比率。
R.DS.=ΔVDS./Δ我D.= 1 / gM.
在哪里
R.DS.=漏极源电阻
V.DS.=排水到源电压
一世D.=漏极电流
GM.= Trans-conductance获得
JFET共源放大器
与BJT晶体管一样，FET晶体管也用于设计单级等级放大器。JFET的公共源放大器类似于BJT晶体管的公共发射极放大器。JFET在BJTS上的优势是它们的高输入阻抗。
具有电阻器R形成的偏置网络的公共源放大器电路1和R2如下所述。
这是一个在a类模式下偏置的普通源放大器电路。所需的栅极电压是用RS.价值。通常，源电阻两端的电压设置为v的四分之一DD.即V.S.= V.DD./ 4。我们需要通过正确选择电阻器R设置DC静态电压1和R2。
这里，漏极电流由负栅极电压控制。在N沟道JFET晶体管中，栅极从未包含正电压，因为漏极电流流过栅极而不是通过源并导致JFET损坏。
如果电压极性颠倒，则P沟道JFET放大器电路操作也类似于N沟道JFET。下面给出了计算公共源放大器电路的不同参数的等式。
V.S.= I.D.R.S.= V.DD./ 4
V.S.= V.G- - - - - - VGS.
V.G= (R2/（R.1+ R.2）* vDD.
一世D.= V.S./ R.S.= (VG- - - - - - VGS.) / RS.
在哪里
V.S.=源电压
一世D.=漏极电流
R.S.=电源电阻
V.DD.=排水管的电源电压
V.G=栅极电压
V.GS.=源电压的门
R.1＆R.2=偏置电阻器
JFET应用程序
- JFET用作开关。
- JFET用作斩波器。
- 用作放大器。
- 用作缓冲区。
- 由于其低频漂移，在振荡电路中使用。
- 用于数字电路，例如计算机，LCD和存储电路，因为它们的尺寸很小。
- 用于通信设备，如调频和电视接收机，因为它们的低调制失真。
- 用作运算放大器中的电压控制电阻。
- JFET在级联放大器和RF放大器中使用。
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好的
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