场效应管详解：从JFET到MOSFET

"模拟电子线路，主要讲解了场效应管及其基本放大电路，特别是JFET的工作原理和特性曲线。" 《模拟电子线路》第四章详细介绍了场效应管，包括FET、JFET和MOSFET。MOSFET在20世纪70年代至80年代引领了电子革命，其在集成电路中的小型化特性使得高密度VLSI电路和大容量存储器得以实现。JFET虽然早于MOSFET出现，但在应用上相对较少，主要适用于特定场合。 JFET（体效应场效应管）分为N沟道和P沟道两种类型。其结构包括栅极（G）、源极（S）和漏极（D）。在N沟道JFET中，N型材料形成沟道，而在P沟道JFET中则相反。实际的JFET内部结构包含P+和N+区域，以及一个N型导电沟道。 JFET的工作原理依赖于栅极电压VGS对漏极电流ID的控制。当VGS小于零且VDS大于零时，VGS的增加会增加沟道电阻，从而降低ID。VDS的影响则体现在ID随VDS的变化上：当VDS等于VGS减去VGS(off)时，沟道预夹断，ID达到饱和值IDSS。预夹断前，ID与VDS呈线性关系；预夹断后，ID趋于饱和。 JFET的特性曲线分为输出特性和转移特性。输出特性曲线描绘了ID与固定VGS下的VDS关系，而转移特性曲线则展示了ID如何随着VGS的变化而变化。这些特性曲线对于理解和设计基于JFET的放大电路至关重要。 JFET的一些关键特点包括：极高的输入电阻（因为IG接近于0），它是电压控制电流的器件，ID由VGS决定；预夹断前，ID与VDS大致成线性关系，预夹断后ID进入饱和状态。 JFET作为模拟电子线路中的重要组成部分，尽管在某些方面不如MOSFET广泛使用，但它的独特性质使其在特定应用中不可或缺。理解其工作原理和特性曲线对于电子工程师来说是基础且重要的。