《半导体物理与器件(neamen)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《半导体物理与器件(neamen)（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第13章 结型场效应晶体管,13.1 JFET概念 13.2器件的特性 13.3非理想因素 13.4等效电路和频率限制 13.5高电子迁移率晶体管,13.1 JFET概念内容,13.1.1 pn JFET基本原理 13.1.2 MESFET基本原理结型场效应管分类： pn JFET MESFET,所用知识：半导体材料、PN结、肖特基势垒二极管,JFET基本概念,基本思路：加在金属板上的电压调制（影响）下面半导体的电导，从而实现AB两端的电流控制。场效应：半导体电导被垂直于半导体表面的电场调制的现象。特点：多子器件，单极型晶体管,1311 pn-JFET 漏源I-V特性定性分析,的形成：（n沟耗
2、尽型）,图3.1对称n沟pn结JFET的横截面,漏源电压在沟道区产生电场，使多子从源极流向漏极。,1311 pn-JFET 与MOSFET比较,的形成：（n沟耗尽型）,图3.1对称n沟pn结JFET的横截面,厚度几十几微米,两边夹,结型:大于107，绝缘栅:1091015。,1311pn-JFET 沟道随VGS变化情况 (VDS很小时),VGS=0,VGS0,VGS0,VDS0,1311 pn-JFET 漏源I-V特性定性分析,1、 VGS =0的情况：注：a.栅结p+n结近似单边突变结。b.沟道区假定为均匀掺杂 。,（1）器件偏置特点VDS =0时栅结只存在平衡时的耗尽层 沿沟长方向沟道横截
3、面积相同,VDS0漏端附近的耗尽层厚度,向沟道区扩展，沿沟长方向沟道横截面积不同, 漏端截面A最小。,1311 pn-JFET 漏源I-V特性定性分析,（2） IDVDS关系,VDS较小：,VDS增大：,VDS较大： 增加到正好使漏端处沟道横截面积 =0 夹断点：沟道横截面积正好=0,线性区,过渡区,1311pn-JFET 漏源I-V特性定性分析,饱和区：（ VDS 在沟道夹断基础上增加）,ID存在，且仍由导电沟道区电特性决定,1311pn-JFET 漏源I-V特性定性分析,击穿区：（VDS大到漏栅结的雪崩击穿电压 ）,1311pn-JFET 漏源I-V特性定性分析,2、 VGS0的情况：（1
4、）器件偏置特点（VDS=0）,零偏栅压,小反偏栅压,VGS0 漏（源）栅结已经反偏 ； 耗尽层厚度大于VGS =0的情况；有效沟道电阻增加。,1311pn-JFET 漏源I-V特性定性分析,（2） 关系特点： a. 电流随电压变化趋势，基本过程相同，b. 电流相对值减小。c. VDS(sat: VGS0)VDS(sat: VGS=0) d. BVDS(sat: VGS0)BVDS (sat:VGS=0),1311pn-JFET 漏源I-V特性定性分析,3、 足够小= 使上下耗尽层将沟道区填满， 沟道从源到漏 彻底夹断， 0 ，器件截止。,结论：栅结反偏压可改变耗尽层大小，从而控制漏电流大小。,1311pn-JFET 漏源I-V特性定性分析,N沟耗尽型JFET的输出特性：非饱和区： 漏电流同时决定于栅源电压和漏源电压 饱和区： 漏电流与漏源电压无关，只决定于栅源电压,13.1.2 MESFET,肖特基势垒代替PN结,13.1.2 MESFET,肖特基势垒代替PN结 半绝缘衬底（本征情况下）,耗尽型：加负压耗尽层扩展到夹断（正压情况不行）,耗尽型：,13.1.2 MESFET 增强型MESFET空间电荷区,增强型：电压摆幅小，因为所加正压不能太高，否则从电流从栅极走掉了,增强型：,13.1.2 MESFET小结,画MESFET图 增强型？耗尽型？ IV曲线-工作特性,
