- JFET导电的沟道在体内。耗尽型和增强型这两种晶体管在工艺和结构上的差别主要在于其沟道区的掺杂浓度和厚度。D-JFET的沟道的掺杂浓度较高、厚度较大,以致于栅pn结的内建电压不能把沟道完全耗尽;而E-JFET的沟道的掺杂浓度较低、厚度较小,则栅pn结的内建电压即可把沟道完全耗尽。但是,对于短沟道E-JFET,情况则有所不同,因为这种晶体管的漏极电压可以作用到源极附近,使得沟道中的势垒降低,所以能够形成导电沟道。这种E-JFET从本质上来说也就是静电感应晶体管。
- 对于耗尽型的JFET,在平衡时(不加电压)时,沟道电阻最小;电压Vds和Vgs都可改变栅p-n结势垒的宽度,并因此改变沟道的长度和厚度(栅极电压使沟道厚度均匀变化,源漏电压使沟道厚度不均匀变化),使沟道电阻变化,从而导致Ids变化,以实现对输入信号的放大。当Vds较低时,JFET的沟道呈现为电阻特性,是所谓电阻工作区,这时漏极电流基本上随着电压Vds的增大而线性上升,但漏极电流随着栅极电压Vgs的增大而平方式增大;进一步增大Vds时,沟道即首先在漏极一端被夹断,则漏极电流达到最大而饱和(饱和电流搜大小决定于没有被夹断的沟道的电阻),这就是JFET的饱和放大区,这时JFET呈现为一个恒流源。
- JFET的特点是:①是电压控制器件,则不需要大的信号功率。②是多数载流子导电的器件,是所谓单极晶体管,则无少子存储与扩散问题,速度高,噪音系数低;而且漏极电流Ids的温度关系决定于载流子迁移率的温度关系,则电流具有负的温度系数,器件具有自我保护的功能。③输入端是反偏的p-n结, 则输入阻抗大, 便于匹配。④输出阻抗也很大, 呈现为恒流源,这与BJT大致相同。⑤JFET一般是耗尽型的,但若采用高阻衬底, 也可得到增强型JFET(增强型JFET在高速、低功耗电路中很有应用价值);但是一般只有短沟道的JFET才是能很好工作的增强型器件。
- 通态特性:大注入下基区和集电区发生调制效应,通态压降很低开关特性:关断过程中的电流集中现象:由于基区存在自偏压效应,在晶体管关断过程中使发射极边缘部分反偏,边缘关断而中心仍导通,于是出现电流集中现象,二次击穿特性,和所有继电器一样。值得说明的是当第一次雪崩击穿后,加在BJT上的能力超过临界值才产生二次击穿,也就是说二次击穿需要能量。作为放大器,应用在电源串联调压电路,音频和超声波放大等领域。作为大功率半导体开关,电视机行输出电路,电机控制,不停电电源和汽车电子、GTR模块,应用于交流传动,逆变器和开关电源。
- 晶体管按其结构分为NPN型和PNP型两类。晶体管结构与符号如图所示。它们都有三个区:集电区、基区、发射区;从这三个区引出的电极分别称为集电极c(Collector)、基极b(Base)和发射极e(Emitter)。两个PN结:发射区与基区之间的PN结称为发射结Je,基区与集电区之间的PN结称为集电结Je。两种管子的电路符号的发射极箭头方向不同,箭头方向表示发射结正偏时发射极电流的实际方向。应当指出,晶体管绝不是两个PN结的简单连接。它采用了以下制造工艺:基区很薄且掺杂浓度低,发射区掺杂浓度高,集电结面积比发射结的面积大等。这些都是为了保证晶体管具有较好的电流放大作用。由于晶体管在结构上有这些特点,所以不能用两个二极管背向连接来说明晶体管的作用,在使用时发射极和集电极一般不能互换。