12.12 : Характеристики JFET

Полевые транзисторы с переходом (английская аббревиатура JFET) обладают особыми эксплуатационными характеристиками, основанными на соотношении между током стока (i_d) и напряжением сток-исток (V_ds), а также различными напряжениями затвор-исток (V_gs).

Суть работы JFET — управление током стока путем модуляции напряжения затвор-исток. Когда напряжение стока и затвора установлено на ноль, JFET не показывает чистого тока, что представляет собой состояние равновесия. Ток стока увеличивается линейно по мере изменения напряжения исток-сток, сохраняя напряжение на затворе равным нулю. Эта линейная зависимость определяет омическую область, где JFET ведет себя как резистор, управляемый напряжением, и может функционировать как электронный переключатель, модулируя поток тока в ответ на изменения напряжения.

Однако, по мере увеличения напряжения сток-исток полевой транзистор переходит в область насыщения или отсечки. Это происходит, когда обедненные слои, образованные p-n-диодом с обратным смещением затвор-сток, расширяются, чтобы встретиться друг с другом, эффективно отсекая ток через канал. За этой точкой ток стока достигает уровня насыщения и остается почти постоянным независимо от дальнейшего увеличения напряжения сток-исток. Эта характеристика имеет решающее значение для приложений, где JFET используются в качестве усилителей, обеспечивая стабильный выходной ток для изменяющихся входных сигналов.

Если напряжение сток-исток превышает определенный порог, JFET может войти в область пробоя, где ток стока быстро увеличивается и потенциально может привести к выходу устройства из строя из-за чрезмерного протекания тока. Такое поведение подчеркивает важность работы в заданных пределах напряжения для обеспечения надежности и безопасности схем на основе JFET. Понимание этих характеристик позволяет эффективно применять JFET в различных электронных конфигурациях, от переключения до усиления.