半导体场效应管详解：结型与绝缘栅型

“电子电路基础：1-3 半导体场效应管.ppt” 这篇文档主要介绍了半导体场效应管的基础知识，包括结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（IGFET），以及它们的主要参数和电路模型。场效应管是一种通过输入电压来控制输出电流的半导体器件，只依赖一种载流子（多子）进行导电。根据参与导电的载流子类型，它可以分为N沟道和P沟道两种；根据结构，场效应管又分为JFET和IGFET。 1. 结型场效应管（JFET） - JFET的结构包含两个PN结，中间夹着一个N型或P型沟道。栅极通常是P型区域，源极和漏极分别连接N型硅的两端。 - 当栅源电压uGS为零时，多子会在漏极和源极之间形成漂移电流。如果uGS变为负值，PN结反偏，耗尽层拓宽，导致沟道变窄，进而减小漏极电流iD，直到达到零电流的夹断电压UGS(off)。 - 漏源电压uDS的变化会影响沟道的宽度，当uDS增大到使uGD等于UGS(off)时，漏极附近会出现预夹断，随着uDS的进一步增加，夹断会向源极方向扩展。 2. 工作原理 - JFET的工作原理主要体现在栅源电压和漏源电压对沟道的影响。当uGS大于UGS(off)，沟道会在漏极附近形成楔形，随着uDS的增加，耗尽层加宽，电流减小。 - 其特性曲线通常包括漏极输出特性曲线和转移特性曲线，这些曲线展示了不同uGS和uDS组合下的电流变化。 3. 绝缘栅场效应管（IGFET/MOSFET） - IGFET，特别是MOSFET，其栅极与半导体之间有绝缘层，提供更高的输入阻抗和更好的性能。 - MOSFET的运作机制与JFET类似，但因为栅极与半导体之间有绝缘层，控制效果更精确，因此在许多电子应用中更为常见。 场效应管因其独特的电压控制电流特性，在电子电路设计中扮演着重要角色，特别是在开关和放大电路中。理解其工作原理和特性对于电子工程师来说至关重要。