JFETJFETJFETJFETJFETJFET最早具有实际结构的场效应晶体管是在最早具有实际结构的场效应晶体管是在最早具有实际结构的场效应晶体管是在NN型或者型或者型或者PP型半导体基片上制作一对型半导体基片上制作一对型半导体基片上制作一对PNPNPN结及相应的金属电极，结及相应的金属电极，结及相应的金属电极，两个两个两个PNPNPN结之间有导电沟道，结之间有导电沟道，结之间有导电沟道，通过改变外加通过改变外加通过改变外加PNPNPN界的反向偏界的反向偏界的反向偏置电压，以改变置电压，以改变置电压，以改变PNPNPN结耗尽层的厚度，从而达到改变沟道区载流子密度以控制沟结耗尽层的厚度，从而达到改变沟道区载流子密度以控制沟结耗尽层的厚度，从而达到改变沟道区载流子密度以控制沟道输出电流的目的，因此，这种场效应管也被称为道输出电流的目的，因此，这种场效应管也被称为道输出电流的目的，因此，这种场效应管也被称为PNPNPN结型场效应晶体管，即结型场效应晶体管，即结型场效应晶体管，即PNPNPNJFETJFETJFET（（（PNJunctionFETPNJunctionFETPNJunctionFET），通常也称），通常也称），通常也称JFETJFETJFET。。目录目录目录什么是什么是什么是JFETJFETJFET结型场效应晶体管结型场效应晶体管结型场效应晶体管FETFETFET的特点的特点的特点工作原理工作原理工作原理流流流iDiDiD的作用的作用的作用输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线几个图区几个图区几个图区转移特性曲线转移特性曲线转移特性曲线一种单极一种单极一种单极的三层晶体管，的三层晶体管，的三层晶体管，它是一种控制极是由它是一种控制极是由它是一种控制极是由pnpnpn组成的场效应晶体管组成的场效应晶体管组成的场效应晶体管,,工作依赖于惟工作依赖于惟工作依赖于惟一种载流子一种载流子一种载流子--电子或空穴的运动。对于一个电子或空穴的运动。对于一个电子或空穴的运动。对于一个正常接通”器正常接通”器正常接通”器JFETJFETJFET的漏极电压相对于源极为正时，或是电压相对于源极为正时，或是电压相对于源极为正时，或是当当沟道沟道沟道JFETJFETJFET的漏极电压相的漏极电压相的漏极电压相对于源极为负时，都有电流在沟道中流过。在对于源极为负时，都有电流在沟道中流过。在对于源极为负时，都有电流在沟道中流过。在JFETJFETJFET沟道中的沟道中的沟道中的电流受栅极电电流受栅极电电流受栅极电压的控制，为了“夹断”电流的流动，在压的控制，为了“夹断”电流的流动，在压的控制，为了“夹断”电流的流动，在NN沟道沟道沟道JFETJFETJFET中栅极中栅极中栅极相对源极的电相对源极的电相对源极的电压必须是负的；或者压必须是负的；或者压必须是负的；或者在在JFETJFETJFET中栅极相中栅极相中栅极相对源极的电压必须是正的。栅极电压被加在横跨极电压被加在横跨极电压被加在横跨PNPNPN结的沟道上，与此相反，结的沟道上，与此相反，结的沟道上，与此相反，在在MOSFETMOSFETMOSFET则是加在绝缘则是加在绝缘则是加在绝缘体上。利用场效利用场效利用场效应原理工作的晶体管应原理工作的晶体管应原理工作的晶体管，，，简称简称简称FETFETFET。。。场效应就是场效应就是场效应就是改变外加垂直于改变外加垂直于改变外加垂直于半导体表面上半导体表面上半导体表面上电场的方向或大小，以控制半导电场的方向或大小，以控制半导电场的方向或大小，以控制半导体导电层（沟道）中的多数体导电层（沟道）中的多数体导电层（沟道）中的多数载流子的密度载流子的密度载流子的密度或类型。这种晶体管的工作原理或类型。这种晶体管的工作原理或类型。这种晶体管的工作原理与双极型晶体管不同，它是与双极型晶体管不同，它是与双极型晶体管不同，它是由电压调制沟由电压调制沟由电压调制沟道中的电流，其工作电流是由半道中的电流，其工作电流是由半道中的电流，其工作电流是由半导体中的多数载流子输运，导体中的多数载流子输运，导体中的多数载流子输运，少数载流子实少数载流子实少数载流子实际上没有作用。这类只有一种极际上没有作用。这类只有一种极际上没有作用。这类只有一种极性载流子参加导电的晶体管性载流子参加导电的晶体管性载流子参加导电的晶体管又称单极晶体又称单极晶体又称单极晶体管。管。5～～～6J.E.J.E.J.E.里林菲德提出里林菲德提出里林菲德提出静电场对导电固静电场对导电固静电场对导电固体中电流影响体中电流影响体中电流影响的基本概念。的基本概念。的基本概念。3年年O.海尔提出薄膜海尔提出薄膜海尔提出薄膜FETFETFET器件的结器件的结器件的结构模型，构模型，构模型，在实验中观察在实验中观察在实验中观察到“场效应”现象，但当时由于到“场效应”现象，但当时由于到“场效应”现象，但当时由于工艺水平所限，没有做成实工艺水平所限，没有做成实工艺水平所限，没有做成实用器件。用器件。用器件。2年年年以后，以后，以后，W.B.W.B.W.B.肖克莱提出结型场效应管（肖克莱提出结型场效应管（肖克莱提出结型场效应管（JFETJFETJFET）的基本理论）的基本理论）的基本理论。。一年以后制一年以后制一年以后制成成JFETJFETJFET。。。606060年代年代年代初发展了金属初发展了金属初发展了金属---半导体场半导体场半导体场效应管效应管效应管（MOSFETMOSFETMOSFET））。6年美国的年美国的年美国的C.米德提米德提米德提出了肖特基势垒栅场效应管出了肖特基势垒栅场效应管出了肖特基势垒栅场效应管（（（MESFETMESFETMESFET））与双极型晶体管相比，晶体管相比，晶体管相比，FETFETFET的特点是的特点是的特点是输入阻抗高，输入阻抗高，输入阻抗高，噪噪噪声小，声小，极限频率高极限频率高极限频率高，，功耗小，温度功耗小，温度功耗小，温度性能好，抗辐照能力强，多功能性能好，抗辐照能力强，多功能性能好，抗辐照能力强，多功能，制造工艺简单等。由于电，制造工艺简单等。由于电，制造工艺简单等。由于电荷存储效应小荷存储效应小荷存储效应小、反向恢复时间短，故开关速度、反向恢复时间短，故开关速度、反向恢复时间短，故开关速度快，工作频率高。器件特性 快，工作频率高。器件特性 快，工作频率高。器件特性 基本呈线性或 基本呈线性或 基本呈线性或平方律， 平方律， 平方律，故互调和 故互调和 故互调和交调乘积远比双极型晶体管为小 交调乘积远比双极型晶体管为小 交调乘积远比双极型晶体管为小。。 。FET FET FET 泛用于各种放泛用于各种放 泛用于各种放大电路、 大电路、 大电路、数字电路 数字电路 数字电路和微波电路等。 和微波电路等。 和微波电路等。FET FET FET MOSMOS MOS 大规模集成电路 大规模集成电路 大规模集成电路 和和 MESFETMESFET MESFET 超高速集成电路的 超高速集成电路的 超高速集成电路的基础器件。 基础器件。 基础器件。 结型场效应晶体管 结型场效应晶体管 结型场效应晶体管工作原理： 工作原理： 工作原理： 沟道和沟道和 沟道和 PP 沟道结沟道结 沟道结型场效应管的工作原理完全相 型场效应管的工作原理完全相 型场效应管的工作原理完全相同， 同，现以现以 现以 NN 沟道结型场沟道结型场 沟道结型场 效应管为例， 效应管为例， 效应管为例，分析其工作原理。 分析其工作原理。 分析其工作原理。 左右左右 左右)) -源极间加一正电压源极间加一正电压 源极间加一正电压(vDS (vDS (vDS＞＞ 沟道中的多数载流子电子沟道中的多数载流子电子 沟道中的多数载流子电子 在电场作用下 在电场作用下 在电场作用下由源极向漏极作漂移运动，形成漏极电 由源极向漏极作漂移运动，形成漏极电 由源极向漏极作漂移运动，形成漏极电流流 iDiD iD。。 。iD iD iD 的大小主要 的大小主要 的大小主要 -源电压源电压 源电压 vGS vGS vGS 控制，同时 控制，同时 控制，同时也受漏 vDSvDS vDS 的影响。因此，讨论场效 的影响。因此，讨论场效 的影响。因此，讨论场效 应管的工作原 应管的工作原 应管的工作原理就是讨论栅 理就是讨论栅 理就是讨论栅-- -源电压 源电压 源电压 vGS vGS vGS 沟道结型场效应沟道结型场效应 沟道结型场效应 管工作时，也需要外加如 管工作时，也需要外加如 管工作时，也需要外加如图图 所示的偏置电压，即在栅所示的偏置电压，即在栅 所示的偏置电压，即在栅-- -源源 源极间加一负电压 极间加一负电压 极间加一负电压 (vGS (vGS (vGS＜＜ 结反偏，栅极电流结反偏，栅极电流 结反偏，栅极电流 iG0，场效应管 iG0，场效应管 iG0，场效应管呈现很 呈现很 呈现很 高的输入电阻 高的输入电阻 高的输入电阻(( (高达 高达 高达 108 108 108 iDiD iD（或沟道电阻）的控制作用 （或沟道电阻）的控制作用 （或沟道电阻）的控制作用，以及漏 ，以及漏 ，以及漏-- vDSvDS vDS 对漏极电流 对漏极电流 对漏极电流 iD iD iD 的影响。 的影响。 的影响。 ．vGSvGS vGS 对对 iDiD iD 的控制作用制作用 制作用 所示所示 所示电路说明了 电路说明了 电路说明了 vGS vGS vGS 对沟道电阻的控 对沟道电阻的控 对沟道电阻的控制作用。为便于讨论，先假 制作用。为便于讨论，先假 制作用。为便于讨论，先假