结型场效应晶体管 (JFET) 作为开关

与其双极表亲一样，场效应晶体管可用作控制负载电力的开/关开关。让我们用我们熟悉的开关/灯电路开始研究 JFET 作为开关：

记住 JFET 中的受控电流在源极和漏极之间流动，我们将 JFET 的源极和漏极连接替换为上述电路中开关的两端：

如果您现在还没有注意到，JFET 上的源极和漏极连接在原理图符号上看起来是一样的。与双极结型晶体管不同，发射极和集电极通过箭头清楚地区分，JFET 的源极和漏极线都垂直于代表半导体通道的条形线。这绝非偶然，因为 JFET 的源极和漏极线在实践中通常可以互换！换言之，JFET 通常能够处理任一方向的沟道电流，从源极到漏极或从漏极到源极。

JFET 作为开路开关

现在，我们在电路中所需要的只是一种控制 JFET 导通的方法。在栅极和源极之间施加零电压时，JFET 的通道将“开路”，允许全电流流向灯。为了关闭灯，我们需要在 JFET 的栅极和源极连接之间连接另一个直流电压源，如下所示：

JFET 作为闭合开关

关闭此开关将“夹断”JFET 的通道，从而迫使其截止并关闭灯：

请注意，没有电流通过栅极。作为一个反向偏置的 PN 结，它坚决反对通过它的电流流动。作为压控器件，JFET 需要的输入电流可以忽略不计。这是 JFET 优于双极晶体管的一个优点：控制信号所需的功率几乎为零。

再次打开控制开关应该断开与栅极的反向偏置直流电压，从而允许晶体管重新打开。理想情况下，无论如何，这就是它的工作方式。实际上，这可能根本不起作用：

为什么是这样？为什么 JFET 的通道不像以前那样在栅极和源极之间没有施加电压的情况下再次打开并允许灯电流通过？答案在于反向偏置栅源结的操作。该结内的耗尽区充当隔离栅极与源极的绝缘屏障。因此，它具有一定的电容 能够储存电荷电位。在通过施加外部电压强制反向偏置该结后，即使在该电压源已断开连接后，它也会倾向于保持该反向偏置电压作为存储的电荷。再次打开 JFET 所需的是通过电阻释放栅极和源极之间存储的电荷：

出血电阻

这个电阻的值不是很重要。 JFET 栅极-源极结的电容非常小，因此即使是相当高值的泄放电阻器也会产生快速的 RC 时间常数，一旦开关打开，允许晶体管以很小的延迟恢复导通。

与双极晶体管一样，控制电压来自何处或来自什么无关紧要。我们可以使用太阳能电池、热电偶或任何其他类型的电压产生设备来提供控制 JFET 导通的电压。 JFET 开关操作所需的电压源足够 电压来实现 JFET 通道的夹断。这个电平通常在几伏直流电的范围内，被称为夹断 或截止 电压。任何给定 JFET 的确切夹断电压是其独特设计的函数，并不是像 0.7 伏是硅 BJT 的基极-发射极结电压那样的通用数字。

评论：

• 场效应晶体管通过施加在栅极和源极之间的电压来控制源极和漏极连接之间的电流。在路口 场效应晶体管 (JFET)，栅极和源极之间有一个 PN 结，通常反向偏置以控制源漏电流。
• JFET 是常开（常饱和）器件。在栅极和源极之间施加反向偏置电压会导致该结的耗尽区扩大，从而“夹断”受控电流流经的源极和漏极之间的通道。
• 可能需要在栅极和源极之间连接一个“泄放”电阻器，以便在移除控制电压时释放结自然电容上积累的存储电荷。否则，即使在电压源断开后，仍可能会残留电荷以使 JFET 保持在截止模式。

相关工作表：

• 结型场效应晶体管 (JFET) 工作表