場效應晶體管

場效應（單極）晶體管分為帶控制 p-n 結（圖 1）和帶隔離柵極的晶體管。具有控制 p-n 結的場效應晶體管器件比雙極晶體管更簡單。

在 n 溝道晶體管中，溝道中的主要電荷載流子是沿著溝道從低電位源移動到高電位漏極的電子，形成漏極電流 Ic。在場效應管的柵極和源極之間施加反向電壓，阻斷溝道的n區和柵極的p區形成的p-n結。

因此，在n溝道FET中，施加電壓的極性如下：Usi>0，Usi≤0。當將阻斷電壓施加到柵極和溝道之間的 pn 結時（見圖 2，a），溝道邊界會出現電荷載流子耗盡且具有高電阻的均勻層。

米。 1. 柵極為p-n結和n型溝道的場效應晶體管的結構（a）和電路（b）； 1,2 — 通道和門戶區域； 3,4,5 — 來源、流失、監獄的結論

米。 2. Usi = 0 (a) 和 Usi> 0 (b) 時場效應晶體管中的溝道寬度

這導致導電通道的寬度減小。當在源極和漏極之間施加電壓時，耗盡層變得不均勻（圖2，b），漏極附近的溝道截面減小，溝道的電導率也降低。

FET 的 VAH 特性如圖 1 所示。 3. 這裡，在恆定柵極電壓 Uzi 下，漏極電流 Ic 對電壓 Usi 的依賴性決定了場效應晶體管的輸出或漏極特性（圖 3，a）。

米。 3.輸出(a)和傳輸(b)場效應晶體管的伏安特性。

在特性的初始部分，漏極電流隨著 Umi 的增加而增加。隨著源極-漏極電壓增加到 Usi = Uzap– [Uzi]，溝道重疊並且電流 Ic 停止進一步增加（飽和區）。

負柵源電壓 Uzi 導致溝道重疊處的電壓 Uc 和電流 Ic 值較低。

電壓 Usi 的進一步增加導致柵極和溝道之間的 p-n 結擊穿並禁用晶體管。輸出特性可用於構造傳遞特性 Ic = f (Uz)（圖 3，b）。

在飽和部分，它實際上與電壓 Usi 無關。它表明在沒有輸入電壓（柵極-漏極）的情況下，溝道具有一定的導電性並流過稱為初始漏極電流Ic0的電流。

為了有效地“鎖定”通道，需要在輸入端施加中斷電壓Uotc。FET 的輸入特性——柵極漏極電流 I3 對柵極——源極電壓的依賴性——通常不使用，因為在 Uzi < 0 時，柵極和溝道之間的 p-n 結關閉，柵極電流為非常小 (I3 = 10-8 … 10-9 A)，因此在許多情況下可以忽略不計。

就像在這種情況下 雙極晶體管，這些場具有三個開關電路：具有公共柵極、漏極和源極（圖 4）。具有控制 p-n 結的場效應晶體管的 I-V 傳輸特性如圖 1 所示。 3、乙。

米。 4. 帶控制p-n結的共源場效應晶體管的開關方案

控制p-n結場效應管較雙極型場效應管的主要優點是高輸入阻抗、低噪聲、易於生產、全開溝道壓降小。需要在 I 的負區域工作 — V 特性，這使方案複雜化。

技術科學博士，L.A. Potapov 教授