RC0603FR-07475RL當vDs繼續增加,使漏柵間的電位差加大,靠近漏端電位差最大,耗盡層也最寬。當兩耗盡層在A點相遇時(圖5,3,4b),稱為預夾斷,此時,A點耗盡層兩邊的電位差用夾斷電壓7P來描述c由于vcs=0,故有ucD=-0Ds=vp。當ucs≠0時,在預夾斷點A處yP與ugs、uIs之間有如下關系:

ugD=rGs-uDs=yP          (5.3.1)

圖5.3.4b相當于圖5.3.5a中iD達到了飽和漏極電流JDss時的溝道情況。

溝道一旦在A點預夾斷后,隨著TDb上升,夾斷長度會有增加,亦即A點將向源極方向延伸。但由于夾斷處場強也增高,仍能將電子拉過夾斷區(實即耗盡層),形成漏極電流,這與E型MOSFET在漏端夾斷時,仍能把感應溝道中的電子拉向漏極是相似的c在從源極到夾斷處的溝道上,溝道內電場基本上不隨%s改變而變化。所以,JD基本上不隨oDs增加而上升,漏極電流趨于飽和。

如果FET柵極與源極間接一可調負電源,由于柵源電壓愈負,耗盡層愈寬,溝道電阻就愈大,相應的fD就愈小。因此,改變柵源電壓rcs可得一族曲線,如圖5.3.5b所示。由于每個管子的7P為一定值,因此,從式(5.3,1)可知,預夾斷點隨uGs改變而變化,它在輸出特性上的軌跡如圖5.3.5b中左邊虛線所示。

N溝道JFET的輸出特性,(a)ugs=0時 (b)柵源電壓pcs改變時

綜上分析,可得下述結論:

JFET柵極、溝道之間的PN結是反向偏置的,因此,其0c≈0,輸入電阻的阻值很高。

JFET是電壓控制電流器件,JD受vcs控制。

預夾斷前,JD與vDs呈近似線性關系;預夾斷后,iD趨于飽和。

P溝道JFET工作時,其電源極性與N溝道JFET的電源極性相反。

JFET的特性曲線及參數,輸出特性,圖5.3.5b所示為一N溝道JFET的輸出特性。圖中管子的工作情況仍可個區域,現分別加以討論。

I區為截止區(夾斷區)

此時,uGs<yp,iD=0。

Ⅱ區為可變電阻區(線性區)

當vp<ugs<0;vds≤ugs-vt時,則N溝道JFET工作在可變電阻區,其

v-i特性可表示為

iD=Kn[2(vGs-vP)uDs一uds]

Ⅲ區為飽和區(放大區)

當vP<vcs≤0,uds>ugs-vp時,JFET工作在飽和區,此時

                          id=kn(ugs-vp)2=idss-uds2                    (⒌3.2)

式中Kn=idss/vp2。如果考慮溝道調制效應(即入≠0)。則上式應修正為

jD=Kn(ugs-vP)z=rDss(1+uds)                         (⒌3.4)

Dss(1-us)(1+uDS)

轉移特性,JFET的轉移特性同樣可以直接從輸出特性上用作圖法求出。

圖5.3.6所示為一族典型的轉移特性曲線。由圖可看出,當v Ds大于某一定的數值后(例如5Ⅴ),不同us的轉移特性曲線是很接近的,這時可認為轉移特性重合為一曲線,使分析得到簡化。

此外,只要已知rDss和uss,轉移特性曲線也可由式(5.3,3)繪出。

主要參數,JFET的主要參數與耗盡型MOSFET相似,這里不再贅述。

0Ds=20V10V                   (⒌3.4)

N溝道JFET轉移特性,場效應管放大電路,JFET放大電路的小信號模型分析法

JFET的小信號模型,在5.1和5.2節中討論了MOSFET的互導gm和輸出電阻rds,并且導出了它的低頻小信號模型,如圖5.2.6b、c所示。同樣,作為雙口器件的JFET(圖5.3.7a),也可導出其小信號模型如圖5.3.7b所示。由于JFET為電壓控制器件,其柵源間的電阻rgs的阻值很大,因此圖b中將柵源間近似看成開路。當FET用在高頻或脈沖電路時,極間電容的影響不能忽略,這時JFET需用高頻模型(圖5.3.7c)來表示。

圖5,3.7 FET的小信號模型,(a)FET在共源接法時的雙口網絡 (b)低頻模型 (c)高頻模型

應用小信號模型法分析JFET放大電路,現在應用小信號模型來分析如圖5.3.8a所示的共源電路。

圖5.3.8a所盡冉路的小信號等效電路如圖5.3.8b所示,圖中rds通常在幾百千歐的數量終,一般負載電阻比rds小很多,故此時可以近似認為rds開路。

電壓增益Vi =Vgs+gmvgsR =vgs(1+gmR)

vo =-gm+gsRd