场效应晶体管——J-FET

发布网友发布时间：2024-09-09 15:52

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热心网友时间：2024-10-09 11:24

早在20世纪20~30年代，欧美的科学家们，如美国的J.E.Lilienfeld，提出了利用场效应调节半导体电导的构想，这个设想比双极晶体管的出现早约20年。这种通过施加在金属平板上的电压来调控电流的器件，即场效应晶体管，经过半导体制造技术的发展，于20世纪50年代得以实现。1952年，W.Sockley的结型场效应晶体管（J-FET）是最早的现代实例，它通过pn结的耗尽层控制电流，成为场效应发展的关键里程碑。

J-FET的基本结构中，pn结和金属平板被pn结取代，源和漏电极被称为源和漏，而场效应电极称为栅。其中，MESFET是通过金属-半导体栅结构，MOSFET则是利用金属-氧化层-半导体结构，两者在电力电子领域扮演着重要角色。

下面，我们来深入了解J-FET。它的工作原理基于电子在源和漏之间流动，栅极通过控制pn结耗尽层的宽度，间接影响电导率。J-FET的定性分析涉及到理想肖克利结构，其电流特性随栅极电压和漏偏压的变化而变化，具有线性区和饱和区，这取决于耗尽层的宽度和沟道的形成。

J-FET的优势在于其高速度、高输入阻抗、抗辐射性能强以及与现有工艺的兼容性。早期主要用硅制作，但后来化合物半导体如LnP、GaLnAsP的发展，使得J-FET与激光器和探测器的集成更为便利，尤其在高速数字电路中，J-FET的运用带来了性能提升和更高质量的电路参数。