源極

源極

(Field Effect Transistor縮寫(FET))簡稱場效應管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數載流子和反極性的少數載流子參與導電,因此稱為雙極型晶體管,而FET僅是由多數載流子參與導電,它與雙極型相反,也稱為單極型晶體管。

它屬於電壓控制型半導體器件,具有輸入電阻高(108~109Ω)、雜訊小、功耗低、動態範圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。

結構原理


如圖所示
,在一塊N型半導體材料的兩邊各擴散一個高雜質濃度的P型區(用P+表示),就形成兩個不對稱的P+N結。把兩個P+區並聯在一起,引出一個電極,稱為柵極(g),在N型半導體的兩端各引出一個電極,分別稱為源極(s)和漏極(d)。它們分別與三極體的基極(b)、發射極(e)和集電極(c)相對應。夾在兩個P+N結中間的N區是電流的通道,稱為導電溝道(簡稱溝道)。這種結構的管子稱為N溝道結型場效應管,它在電路中用圖XX_01(b)所示的符號表示,柵極上的箭頭表示柵、源極間P+N結正向偏置時,柵極電流的方向(由P區指向N區)。
實際的JFET結構和製造工藝比上述複雜。N溝道JFET的剖面圖如圖XX_01(c)所示。圖中襯底和中間頂部都是P+型半導體,它們連接在一起(圖中未畫出)作為柵極g。分別與源極s和漏極d相連的N+區,是通過光刻和擴散等工藝來完成的隱埋層,其作用是為源極s、漏極d提供低阻通路。三個電極s、g、d分別由不同的鋁接觸層引出。
如果在一塊P型半導體的兩邊各擴散一個高雜質濃度的N+區,就可以製成一個P溝道的結型場效應管。上圖給出了這種管子的結構示意圖和它在電路中的代表符號。由結型場效應管代表符號中柵極上的箭頭方向,可以確認溝道的類型。共源極放大電路
(a) (b)
圖XX_01
徠1.中頻電壓增
場效應管的輸出電阻rd通常在幾百千歐數量級,比電阻Rd、RL大得多,因此可將rd作開路處理,於是圖XX_01(b)中 式中負號表示共源極放大電路的輸出電壓與輸入電壓相位相反,即共源放大電路屬於反相電壓放大電路。
2.輸入電阻
由於場效應管柵極幾乎不取信號電流,柵源極間的交流電阻可視為無窮大,因此,圖XX_01所示共源極放大電路的輸入電阻為
3.輸出電阻
應用前面介紹過的求放大電路輸出電阻的方法,可求得圖XX_01所示電路的輸出電。
由上述分析可知,與
共射極放大電路類似,共源極放大電路具有一定的電壓放大能力,且輸出電壓與輸入電壓反相,故被稱為反相電壓放大器;共源極放大電路的輸入電阻很高,輸出電阻主要由漏極電阻Rd決定。適用於作多級放大電路的輸入級或中間級。