（3） 在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。
在P沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为正值。
3.1.3
结型场效应管的伏安特性
+ + – –
在正常情况下，iG =0，管子无输入特性。
1．输出特性（漏极特性）
+ +
6
4
2
可 变 电 阻 区
–
–
放大区
特性曲线
0
10
20
截止区
6
（2）当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。
I DSS
当管子工作于恒流区时
uGS 2 iD I DSS (1 ) U GS(off)
I DSS iD uGS 0 V
uDS U GS(off)
称为零偏漏极电流
3.1.4
结型场效应管的主要电参数
1．直流参数
(1) 夹断电压UGS(off)
=0
G D
+ + P P
UGS(off)——
栅源截止电压 或夹断电压
N型导电沟
N
道
P+
当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示
2．当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用 – S =0 G + D
P+
N型导电沟
N
道
P+
a．0<uDS<|UGS(off)|
(a) 漏极电流iD≠0 uDS增大，iD增大。 (b) 沿沟道有电位梯度 (c)沿沟道PN结 反偏电压不同
– S =0 G
+ D
P+
N型导电沟
uDS 道
N
(d)沟道PN 结呈楔形
P+
b．uDS=|UGS(off)| –
(a) iD达到最大值
+ =0 G
+ P+
S
D
(b) 沟道点夹 断(预夹断)
N型导电沟
•
N
道
P+
c．uDS>|UGS(off)| –
(a) iD达到最大值 几乎不随uDS的增 大而变化
漏极D（drine)
称为N沟 道JFET
符号
P+
N型导电沟
N
d
道
g
P+
s
P沟道JFET 结构示意图
S
G
D
N+
符号
P型导电沟
d
P
道
g
s
N+
N沟道结型场效应管 结型场效应管分 P沟道结型场效应管 3.1.2 结型场效应管的工作原理
D G
电路图
S
1．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用
=0 a．当uGS=0时
c.当uDG= | UGS(off) | 时， 沟道出现予夹断 。 此时， uDS=|UGS(off)| + uGS
N
道
P+
uDS 、uGS共同对沟道的控制作用动画演示
小结： （1）JFET是利用uGS 所产生的电场变化来改变沟道 电阻的大小，即利用电场效应控制沟道中流通的电流 大小，因而称为场效应管。 （2）场效应管为一个电压控制型的器件。
(d) 噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺简单。
(e) 在大规模集成电路制造中得到了广泛的应用。
场效应管的类型： 场效应管按结构可分为： 1. 结型场效应管，简称JFET (Junction Field Effect Transistor) 2. 绝缘栅型场效应管，简称IGFET (Isolated Gate Field Effect Transistor)
(2) 零偏漏极电流IDSS （也称为漏极饱和电流）
(3) 直流输入电阻RGS
2．交流参数 (1) 跨导gm 也称为互导。其定义为：
di D gm duGS
当管子工作在放大区时 由
U DS 常 数
uGS 2 iD I DSS (1 ) U GS(off)
得管子的跨导
di D gm duGS
3
场效应晶体管及其放大电路
三极管的主要特点：
1. 电流控制型器件。 2. 输入电流大，输入电阻小。 3. 两种极型的载流子都参与导电，又称为双极型晶 体管，简称BJT（Bipolar Junction Transistor)。
场效应管，简称FET(Field Effect Transistor )，其主 要特点： (a) 输入电阻高，可达107 ~1015W。 (b) 起导电作用的是多数（一种）载流子，又称为单极 型晶体管。 (c) 体积小、重量轻、耗电省、寿命长。
+ =0 G D
S
P+
N型导电沟
(b) 沟道夹 断区延长
N
道
P+
当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用动画演示
3．当uDS ≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用
a. uDS和uGS将一起 改变沟道的宽度 b.PN结在漏极端的 反偏电压最大。 uDG= uDS-uGS
– S –
+
+
G
D
P+
N型导电沟
3.1 结型场效应管
3.1.1 结型场效应管的结构和类型
N沟道JFET 结构示意图 SiO2 保护层
P+ N P+
s
g
d
左右各引出一个电极 上下各引出一个电极
形成SiO2保护层
P+
以N型半导 体作衬底 两边扩散 两个高浓 度的P型区
N
P+
两边个引出一个电极
源极S（source)
栅极G（gate)
uGS 2 d [ I DSS (1 ) ] duGS U GS(off)
U GSQ 2 I DSS (1 ) U GS(off) U GS(off)
2 U GS(off) I DSS I DQ
可见，gm与IDQ有关。IDQ越大，gm也就越大。
栅源电容Cgs
(2) 极间电容 栅漏电容Cgd 漏源电容Cds 3. 极限参数 (1) 漏极最大允许耗散功率 PDSM (2) 最大漏极电流IDSM (3) 栅源击穿电压U（BR）GS
各区的特点： (1) 可变电阻区
可 变 电 阻 区
4
2
a. uDS较小，沟道尚未夹断 b. uDS ＜|UGS(off)| + uGS
0
10
20
c. 管子相当于受uGS控制的压控电阻
(2) 放大区 a. 沟道予夹断 b. uDS |UGS(off)| + uGS
6
4
放大区
2
c. iD几乎与uDS无关。 d. iD只受uGS的控制。
0
10
20
放大区也称为饱和区、恒流区。
6
(3) 截止区
4
a. uGS＜UGS(D≈0
0
10
20
截止区
2．转移特性
定义
表示场效应管的uGS对iD的控制特性。 转移特性曲线可由输出特性曲线得到
• • • • • •
曲线特点：
（1）对于不同的uDS，所对应的转移特性曲线不同。
S G D
P+
沟道无变化 N型导电沟
N
道
P+
b．UGS(off)<uGS<0
=0
S – + G D
(a) PN结加宽
(b) PN结主要 向N区扩展 (c) 导电 沟道变窄
+ + P P
N型导电沟
N
道
(c) 导电沟 道电阻增大
P+
c． 0> uGS=UGS(off) (a) PN结合拢 (b) 导电沟 道夹断 S – +