場效應電晶體

場效應電晶體 (FET) 是一種三端半導體器件。其工作原理基於受控的輸入電壓。從外觀上看，JFET 和雙極電晶體非常相似。但是，BJT 是電流控制器件，而 JFET 受輸入電壓控制。最常見的兩種 FET 型別。

• 結型場效應電晶體 (JFET)
• 金氧半導體場效應電晶體 (IGFET)

結型場效應電晶體

結型場效應電晶體的功能取決於僅多數載流子（電子或空穴）的流動。基本上，JFET 由一個N型或P型矽棒組成，該棒在側面包含 PN 結。以下是一些關於 FET 的重要要點：

• 柵極 - 使用擴散或合金化技術，N 型棒的兩側進行重摻雜以建立 PN 結。這些摻雜區域稱為柵極 (G)。

• 源極 - 它是多數載流子的入口點，透過它它們進入半導體棒。

• 漏極 - 它是多數載流子的出口點，透過它它們離開半導體棒。

• 溝道 - 它是 N 型材料的區域，多數載流子透過該區域從源極流向漏極。

在半導體器件領域中，通常使用兩種型別的 JFET：N 溝道 JFET 和P 溝道 JFET。

N 溝道 JFET

它在 P 型襯底上形成一層薄的 N 型材料。下圖顯示了 N 溝道 JFET 的晶體結構和示意圖。然後在 N 溝道頂部用 P 型材料形成柵極。在溝道的末端和柵極處，連線引線，襯底沒有連線。

當將直流電壓源連線到 JFET 的源極和漏極引線時，最大電流將流過溝道。相同數量的電流將從源極和漏極端子流出。溝道電流流動的量將由 V_DD 的值和溝道的內阻決定。

JFET 的源漏電阻的典型值為數百歐姆。很明顯，即使柵極開路，溝道中也會發生全電流傳導。本質上，在 ID 上施加的偏置電壓的大小控制著透過 JFET 溝道的載流子的流動。透過稍微改變柵極電壓，可以控制 JFET 在全導通和截止狀態之間的任何位置。

P 溝道 JFET

它在 N 型襯底上形成一層薄的 P 型材料。下圖顯示了 N 溝道 JFET 的晶體結構和示意圖。在 P 溝道頂部用 N 型材料形成柵極。在溝道的末端和柵極處，連線引線。其餘的構造細節與 N 溝道 JFET 相似。

通常，對於一般操作，柵極端子相對於源極端子為正。P-N 結耗盡層的尺寸取決於反向偏置柵極電壓值的波動。透過稍微改變柵極電壓，可以控制 JFET 在全導通和截止狀態之間的任何位置。

JFET 的輸出特性

JFET 的輸出特性是在漏電流 (I_D) 和漏源電壓 (V_DS) 之間繪製的，在恆定的柵源電壓 (V_GS) 下，如下圖所示。

最初，漏電流 (I_D) 隨著漏源電壓 (V_DS) 的增加而迅速上升，但在稱為夾斷電壓 (V_P) 的電壓下突然變得恆定。在夾斷電壓以上，溝道寬度變得非常窄，以至於只允許非常小的漏電流透過。因此，漏電流 (I_D) 在夾斷電壓以上保持恆定。

JFET 的引數

JFET 的主要引數為：

• 交流漏極電阻 (Rd)
• 跨導
• 放大倍數

交流漏極電阻 (R_d) - 它是恆定柵源電壓下漏源電壓 (ΔV_DS) 變化量與漏電流 (ΔI_D) 變化量的比率。它可以表示為：

R_d = (ΔV_DS)/(ΔI_D) 在恆定 V_GS 下

跨導 (g_fs) - 它是恆定漏源電壓下漏電流 (ΔI_D) 變化量與柵源電壓 (ΔV_GS) 變化量的比率。它可以表示為：

g_fs = (ΔI_D)/(ΔV_GS) 在恆定 V_DS 下

放大倍數 (u) - 它是恆定漏電流 (ΔI_D) 下漏源電壓 (ΔV_DS) 變化量與柵源電壓 (ΔV_GS) 變化量的比率。它可以表示為：

u = (ΔV_DS)/(ΔV_GS) 在恆定 I_D 下