模拟电路设计（5）--- J-FET的特性曲线

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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