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本征器件

發(fā)布時(shí)間:2013/7/30 19:42:45 訪問次數(shù):1180

    結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)可以等效為一個(gè)擴(kuò)散電阻,只是其反向偏置的PN結(jié)“夾斷”(pinch)萁導(dǎo)體介質(zhì)。圖2.26(a)和圖2.26(b)表示了反向偏置的襯底阱區(qū)和P+阱耗盡區(qū)夾斷N-阱電阻的情況(即N型溝道JFET),在溝道夾斷時(shí)會(huì)增加其電阻。溝道電阻與溝道長度L成正比,與溝道寬度W、溝道深度(因?yàn)殡S著柵源電壓。的增加,溝道不易夾斷)、溝道擴(kuò)散濃度和溝道中多數(shù)電荷載流子的遷移率等因素成反比。器件的漏電流是漏源電壓VDS與溝道電阻R溝道的比例結(jié)果。

            
     JFET是基于漂移機(jī)理的器件,其漏電流關(guān)系及其fV特性曲線與MOSFET晶體管相似(圖2.19)。從工作機(jī)理上,兩種器件驅(qū)動(dòng)情況的差別在于當(dāng)柵源電壓為零時(shí)JFET是導(dǎo)通的,但是MOSFET晶體管通帶是關(guān)斷的。而且JFET有很小的柵極電流(即柵極和溝道PN結(jié)的反向飽和電流),而MOS器件是沒有的。由于溝道大小取決于溝道和柵極向外擴(kuò)散的長度(代替了工藝掩模板的光刻分辨率),因此根據(jù)摩爾定律,將JFET向MOSFET的尺寸進(jìn)行壓縮是非常困難的。所以,考慮到片上系統(tǒng)( SOC)集成的集成密度越來越高,MOSFET非常流行,而JFET不可能達(dá)到這樣的效果。但是,由于溝道總是在柵極下面,避免了表面非規(guī)則性和缺陷,所以器件有更小的l/f噪聲,這在低噪聲應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。另外,由于JFET電阻可以非常大,設(shè)計(jì)師經(jīng)常利用其實(shí)現(xiàn)高阻值電阻(即夾斷電阻)。
    JFET是典型的具有兩個(gè)反向偏置PN結(jié)的電阻。正因?yàn)槿绱,JFET的電路符號(hào)是在源極和漏極之間連接一條實(shí)線,表示溝道電阻,箭頭指向或者背離頂柵,頂柵通過PN結(jié)耗盡型電容耦合到溝道,表示了PN結(jié)柵的方向。N型溝道器件有如圖2.27(a)所示的箭頭指向柵極,兩個(gè)耗盡型電容連接到柵極和漏極。

    結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)可以等效為一個(gè)擴(kuò)散電阻,只是其反向偏置的PN結(jié)“夾斷”(pinch)萁導(dǎo)體介質(zhì)。圖2.26(a)和圖2.26(b)表示了反向偏置的襯底阱區(qū)和P+阱耗盡區(qū)夾斷N-阱電阻的情況(即N型溝道JFET),在溝道夾斷時(shí)會(huì)增加其電阻。溝道電阻與溝道長度L成正比,與溝道寬度W、溝道深度(因?yàn)殡S著柵源電壓。的增加,溝道不易夾斷)、溝道擴(kuò)散濃度和溝道中多數(shù)電荷載流子的遷移率等因素成反比。器件的漏電流是漏源電壓VDS與溝道電阻R溝道的比例結(jié)果。

            
     JFET是基于漂移機(jī)理的器件,其漏電流關(guān)系及其fV特性曲線與MOSFET晶體管相似(圖2.19)。從工作機(jī)理上,兩種器件驅(qū)動(dòng)情況的差別在于當(dāng)柵源電壓為零時(shí)JFET是導(dǎo)通的,但是MOSFET晶體管通帶是關(guān)斷的。而且JFET有很小的柵極電流(即柵極和溝道PN結(jié)的反向飽和電流),而MOS器件是沒有的。由于溝道大小取決于溝道和柵極向外擴(kuò)散的長度(代替了工藝掩模板的光刻分辨率),因此根據(jù)摩爾定律,將JFET向MOSFET的尺寸進(jìn)行壓縮是非常困難的。所以,考慮到片上系統(tǒng)( SOC)集成的集成密度越來越高,MOSFET非常流行,而JFET不可能達(dá)到這樣的效果。但是,由于溝道總是在柵極下面,避免了表面非規(guī)則性和缺陷,所以器件有更小的l/f噪聲,這在低噪聲應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。另外,由于JFET電阻可以非常大,設(shè)計(jì)師經(jīng)常利用其實(shí)現(xiàn)高阻值電阻(即夾斷電阻)。
    JFET是典型的具有兩個(gè)反向偏置PN結(jié)的電阻。正因?yàn)槿绱,JFET的電路符號(hào)是在源極和漏極之間連接一條實(shí)線,表示溝道電阻,箭頭指向或者背離頂柵,頂柵通過PN結(jié)耗盡型電容耦合到溝道,表示了PN結(jié)柵的方向。N型溝道器件有如圖2.27(a)所示的箭頭指向柵極,兩個(gè)耗盡型電容連接到柵極和漏極。

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