模拟电路设计(5)

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模拟电路设计(5)

2024-07-11 15:12| 来源: 网络整理| 查看: 265

上篇我们分析了J-FET的结构和工作原理,今天我们来说说J-FET的输出、转移特性曲线。

J-FET的输出特性曲线

由图中可以看出,J-FET的输出特性曲线分为四个区域:可变电阻区、线性放大区、截止区和击穿区。下面分别来说说。

1. 截止区

在N沟道J-FET输出特性曲线图中可以看到,当Ugs=-5V,Id=0时,这时由于两个PN结的反偏电压很大,导致N型沟道的宽度几乎为零,就好像被“夹断”一样,我们把J-FET刚截止时的栅压称为夹断电压,用Up表示。

2. 可变电阻区

由输出特性曲线可以看出:在此区域内,输出曲线是直线,并且不同的Ugs对应不同的斜率,因此说明Ugs可以控制D、S之间的电阻。此时的J-FET相当于一个压控的可变电阻,Ugs负值越大,电阻值越大。

3. 线性放大区

当Ugs高于截止栅极电压时,随着Vds增加,当Vds增加到Vds=Vgs-Vp,即Vgd=Vgs -vDS=Vp(夹断电压)时,漏极附近的耗尽层即合拢,沟道宽度为0,这种状态称为预夹断。此时,因为预夹断区的电阻远大于剩余N沟道的电阻,增加的电压基本消耗在预夹断区,那么N沟道上的电压基本保持不变,因此Uds上出现了恒流的特性。输出特性曲线图中几乎水平部分的斜率就是预夹断区电阻。这个区域,Id只受Ugs控制,Ugs越大,Id饱和电流成比例增大。因此,J-FET做放大器时工作在这个区域。

4. 击穿区

在线性放大区内,若Uds持续增大,直到Udg超过PN结的反向击穿电压,PN结将发生击穿。输出特性曲线中可以看出,Ugs越大,发生击穿时的Uds越大。

J-FET的转移特性曲线

转移特性曲线是指,J-FET在线性放大区时,在固定Uds电压下,Id和Ugs的函数关系。

如图所示,是一个N沟道J-FET的转移特性曲线。Uds不变,Ugs越负,Id越小,Ugs=0时的Id称为饱和电流,用Idss表示。图中,当Ugs=-2V时,J-FET被夹断,Id=0mA。可用如下公式表示:

此公式可以用来计算J-FET工作在恒流区的直流工作点。

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