3.深入浅出：结型场效应管原理应用——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲

场效应管分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管，导电沟道分为N沟道P沟道，本文参考清华大学华成英《模拟电子技术基础》来进一步理解结型场效应管的工作原理。

结型场效应管内部结构

可以这样记忆：
1.源极对应三极管的发射极，都是电子的来源，英文为source；
2.栅极对应三极管基极，英文是gate，意思是门，有开关的作用，控制GS的电压，就能控制场效应管工作的状态；
3.漏极对应三极管集电极，意味着电子漏出的地方，英文为drain，有排出的意思，对应于集电极收集电子的含义。

图中是N沟道，意思是存在大量的游离电子（多子），在三极管那节介绍了，电子带负电，negative，缩写N.图中只有源极G为P，漏极D和源极S都是N，相当于GS和GD都形成了一个PN结，回忆三极管的结构，N沟道这种场效应管是不是相当于一个NPN型三极管！只不过这里的栅极是对称布置的，这样是不是很好理解了？

耗尽层，根据字面意思也能理解，图中阴影部分，就是没有多余的自由电子和空穴。

当GS加负电压时，相当于PN结加反向电压，N的电子远离耗尽层，是不是相当于耗尽层变宽了？耗尽层变宽，导电沟道就变窄了。图中的问题，为什么g-s必须加负电压？因为g-s是一个PN结，如果加反向电压，相当于一个大电阻，如果加正向电压PN结就导通了，电阻很小，失去了场效应管的意义了。这是结型场效应管的基本要素，GS之间加反向电压！

夹断电压：当GS之间的电压（为负，这很重要）负到一定程度，就产生了夹断，导电沟道宽度变为零。接下来就要讨论DS之间的电压对导电沟道的影响了！

这张图让很多人难以理解，左上图，GD之间电压大于了夹断电压，为什么还没有夹断呢？这里一定要注意，GS,GD之间都是负电压，GD电压大于夹断电压，说明绝对值小于夹断电压的绝对值！所以还没有产生夹断，后面的都是要看绝对值的大小，才能理解图中的大小关系！

VDD增大，当没有产生夹断的时候，虽然沟道会变窄，但电阻增大不明显，所以电流iD还是会增加；
当VDD继续增加，产生了夹断，那VDD增加刚好和沟道的变窄导致的电阻增加想平衡，相当于欧姆定律I=U/R,U和R同时增加，电流iD保持不变。这就叫恒流区，意思是电流不随VDD增加而增加。**此时iD基本只随GS电压变化，这就是放大的基础！**见下图：

从正负号和绝对值的角度，uDS>uGS-UGS(off) 怎么直观理解呢？DS是一个正电压，GS是负电压，DS的作用，加剧了GD之间的负电压差，使得靠近D极更容易产生夹断。为了工作在恒流区，就必须产生局部的夹断，DS的电压必须至少**“补齐”比产生夹断所需的电压差，现在由于GS的努力，只需要【uGS-UGS(off)】的电压就能夹断，其中uGS为负，-UGS(off)为正，加起来就是一个产生局部夹断所需的最小电压的绝对值**，这个绝对值是DS电压的最小值！

图中还说明了iD随uGS的变化，这就是放大区的原理。

如果前面看懂了，这里也不难理解。
1.DS电压比较小时，没有使GD之间达到夹断电压，这时候在可变电阻区，注意读图，GS取了5个值，得到图中5条线，在可变电阻区，对应着5个电阻（一条斜率为一个电阻，欧姆定律），所以叫可变电阻区，引入一个低频跨导，如图式子。
2.DS继续增加，就产生了夹断，这时候DS再增加，电流也基本不会增加；
3.如果DS很大，那DS之间的电压很大，PN结的反向电压很大，就击穿了。

参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲https://www.bilibili.com/video/BV19s411a7KL?p=11