結型場效應晶體管，簡稱JFET，已被廣泛用于電子電路中。結型場效應管JFET是一種可靠且有用的電子元件，可以很容易地用于從放大器到開關電路的各種電子電路中。

結型場效應管（JFET）的工作原理

以N溝道JFET為例進行原理分析，JFET的工作原理圖如下圖所示。

在N型半導體兩側的P型半導體，與N型半導體接觸，因為所摻雜的載流子濃度的差異（N型半導體中多數載流子為電子；P型半導體中的多數載流子為空穴），在接觸后，N型半導體中的電子會往P型半導體中擴散，P型半導體中的電子會往N型半導體中擴散。但隨著擴散的進行，N型半導體中的電子變少后由電中性變味帶正電，P型半導體進而帶負點。這時產生了一個由N型半導體指向P型半導體的內電場。由于內電產的存在，多數載流子的擴散被抑制，少數載流子則會在內電場的作用下產生漂移。在漂移與擴散共同作用下，N型半導體與P型半導體的載流子逐漸平衡，在N區與P區的界面處，電子與空穴會逐漸復合，產生一個空間電荷區，該區的載流子因為相互復合，所以穩定性強，流動性差。即為耗盡層。

而JFET控制漏極電流的關鍵就在于耗盡層。

究竟如何控制漏極電流？通過對耗盡層寬度的控制可以達到控制漏極電流的目的。如下圖所示，可以觀察耗盡層的變化。

將兩個柵極相連后接電源A負極，，電源B的正極連漏極，負極連源極，電源A的正極連源極并接地電位。我們暫時假設電源B沒有起作用，只是電源A工作，電源A對柵極施加電壓-VGS。因為柵極的P型半導體受到反向電壓的作用，所以P型半導體中的空穴都被吸引到了電源端，導致耗盡區增加，N溝道變窄。

VGS施加的負電壓越大，則耗盡層越寬，N溝道越窄。當電源B工作時，漏極與源極間會產生一個電流，電流從漏極通過N溝道流向源極，我們通過控制G極的反向電壓就可以達到控制漏極電流的目的。當G極的反向電壓達到一定程度，耗盡層就會完全覆蓋N溝道，這時，電子無法通過耗盡層，漏極就無法產生電流，這種狀態即為夾斷。如下圖所示。

結型場效應管（JFET）工作模式

1、共源 （CS） 模式

在共源配置（類似于共發射極）中，輸入應用于柵極，其輸出從漏極獲取，如下圖所示。這是 結型場效應管（JFET最常見的工作模式，因為它具有高輸入阻抗和良好的電壓放大能力，因此廣泛使用共源放大器。

共源（CS）

結型場效應管（JFET）連接的共源模式一般用于音頻放大器和高輸入阻抗的前置放大器和級。作為放大電路，輸出信號與輸入“異相” 180 °。

2、共柵極 （CG） 模式

在共柵極配置（類似于共基極）中，輸入應用于源極，其輸出來自漏極，柵極直接接地 （0v），如下圖所示。先前連接的高輸入阻抗特性在此配置中丟失，因為公共柵極具有低輸入阻抗，但具有高輸出阻抗。

共柵極 （CG）

結型場效應管（JFET）的這種配置可用于高頻電路或阻抗匹配電路，低輸入阻抗需要與高輸出阻抗匹配。輸出與輸入“同相”。

3、共漏極 （CD） 模式

在共漏極配置中（類似于公共集電極），輸入應用于柵極，其輸出來自源極。

公共漏極或“源極跟隨器”配置具有高輸入阻抗和低輸出阻抗和接近單位電壓增益，因此用于緩沖放大器。源極跟隨器配置的電壓增益小于 1，輸出信號與輸入信號“同相”，0 °。

共漏極 （CD）

這種類型的配置被稱為“公共漏極”，因為在漏極連接處沒有可用的信號，存在電壓，+V DD僅提供偏置。輸出與輸入同相。

結型場效應管（JFET）的特性

1、有短路柵極的JFET漏極特性：有兩種方法可以指定結型場效應晶體管的輸出特性。一種是柵極短路到零伏。這給出了半導體器件的單一曲線，并顯示了它在這些條件下是如何工作的。

2、有外部偏置的JFET漏極特性∶了解結型FET在不同偏置電平的條件下如何工作也很重要。完成后，將給出不同偏置水平下的特性曲線。

3、JFET傳輸特性∶結型場效應晶體管的傳輸特性顯示了柵極電壓V GSM變化影響輸出或漏極電流l D的影響。

結型場效應管（JFET）主要優點

1、具有非常高的輸入阻抗。

2、具有負溫度系數的電阻，避免了熱失控的風險。

3、具有非常高的功率增益，消除了使用驅動級的必要性。

4、JFET尺寸更小、壽命更長、效率更高。

文章整合自：IC先生、南京南山半導體、李工談元器件