为什么JFET的Vgs只能为负 JFET为何只接受负Vgs？

介绍

JFET是一种有源器件，其名称代表“结场效应管”（Junction Field Effect Transistor）。与其他晶体管相比，JFET的一个独特之处在于其栅极（G）和源极（S）之间的 PN 结是反偏极化的。因此，JFET的栅极电压（Vgs）只能为负。

1、栅极-源级联

当栅极-源电压为零时，JFET处于关闭状态。在伏安特性曲线的饱和区时，JFET将达到饱和电流。在饱和区，JFET的阻值较小，因此它通常用作放大器或开关。

当一个负电压被施加到栅极时，这个 PN 结会更深地反向偏置，这降低了结区和沟道之间的空间宽度，从而有效地减小了沟道上的电子浓度。当 Vgs 变为一定的负值时，沟道中完全没有可用载流子。因此，当负电压施加到栅极时，导致JFET更加的关闭。

2、沟道宽度受限

当 Vgs 为负数时，栅极上的电子将被吸引到 PN 结中。这会使 PN 结的空间宽度减小，导致沟道中的空间宽度也减小，直到最终缩小到零为止。

当沟道中没有电子时，JFET处于关闭状态。因此，JFET的栅极电压只能是负数，这种结构使 JFET 成为一种单极器件，它由一个沟道决定其输出电流。当栅极-源电压为零时，JFET处于关闭状态。

3、栅源结反偏

因为 JFET 的 PN 结是反偏极化的，所以当栅极电压为正时，导致电子向内部流动。这会导致沟道加宽，使电荷载流子密度增高。这样，电流流经管道上就可以通过增加负电压来控制。但是，如果应用太多的负电压，电荷载流子将被完全制止，导致 JFET 关闭。

4、与MOSFET的比较

MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是 JFET 的另一个形式。MOSFET的栅极也是 PN 结反向偏置的，但它使用了一层薄的氧化层来隔离沟道和栅极。因此，它不受沟道夹挤效应的限制。MOSFET的栅极电压可以是正的或负的，使它可以在其区间内作为开关和支持电荷转移的放大器进行操作。

尽管 MOSFET 看起来更加优越，但由于 JFET 具有更好的线性和低噪声特性，以及更好的温度稳定性和更快的响应速度， JFET 仍然被广泛应用在很多领域，比如在一些高增益低噪声应用中。