結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)作為單極型半導(dǎo)體器件，憑借輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)勢，在模擬電路、精密測量電路中應(yīng)用廣泛。其三個電極(柵極G、漏極D、源極S)的連接方式?jīng)Q定了工作特性，其中漏極與源極短接(D-S短接)的特殊接法，在電路設(shè)計中承擔(dān)著特定功能，涵蓋精密保護、恒流基準、反饋調(diào)節(jié)等場景。本文將從工作原理出發(fā)，解析該接法的核心作用及實際應(yīng)用。

一、D-S短接的工作原理基礎(chǔ)

結(jié)型場效應(yīng)管通過柵源電壓(U)控制導(dǎo)電溝道的寬度，進而調(diào)節(jié)漏極電流(I)。正常工作時，漏極與源極間施加電壓(U)，形成載流子流通的主通道，柵極通過耗盡層寬度變化實現(xiàn)對電流的控制。當(dāng)D-S短接時，U=0，導(dǎo)電溝道呈現(xiàn)對稱特性，耗盡層分布均勻，此時器件的工作狀態(tài)完全由U決定，其核心特性趨近于“電壓控制的電阻或等效二極管”，為后續(xù)功能實現(xiàn)提供基礎(chǔ)。

需注意，JFET為耗盡型器件，零柵壓(U=0)時溝道已導(dǎo)通，D-S短接后漏極電流接近飽和漏極電流(I);當(dāng)U向截止電壓(U)變化時，溝道逐漸變窄，I隨之減小，直至U=U時電流趨于零。這種特性使D-S短接的JFET可在特定區(qū)間實現(xiàn)穩(wěn)定的電流或電壓響應(yīng)。

二、D-S短接的核心電路作用

(一)等效低漏電二極管，實現(xiàn)精密保護

D-S短接的JFET可等效為一只低漏電二極管，其導(dǎo)通特性由柵源電壓控制，且柵極漏電流極小(通常為pA級)，遠超普通半導(dǎo)體二極管的性能。在精密電路中，該接法常用于運算放大器輸入端的保護，尤其適用于pA級微弱電流的I/V轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)輸入電壓異常升高時，等效二極管導(dǎo)通，將輸入端電壓鉗位在安全范圍，同時因漏電流極小，不會對微弱信號造成干擾，避免常規(guī)保護二極管漏電導(dǎo)致的測量誤差。

這種等效二極管的單向?qū)щ娞匦赃€可用于電壓參考電路的限幅環(huán)節(jié)，在射頻(RF)電路中通過單向限壓保護后級器件，日本工程師在精密儀器設(shè)計中常采用此方案，如數(shù)字萬用表34401的內(nèi)部電路就有類似應(yīng)用。

(二)構(gòu)建簡易恒流源，提供穩(wěn)定電流基準

恒流源是模擬電路中的關(guān)鍵單元，用于為負載提供恒定電流，D-S短接的JFET可通過簡單配置實現(xiàn)這一功能。由于JFET在飽和區(qū)的漏極電流受U變化影響極小，當(dāng)D-S短接并配合固定柵源偏置時，器件可穩(wěn)定工作在飽和區(qū)，輸出電流接近I，形成簡易恒流源。

該恒流源結(jié)構(gòu)簡單，僅需單個JFET和電阻即可組成，適用于對精度要求不極高的場景，如LED恒亮驅(qū)動、電容器精密充電定時電路等。為優(yōu)化性能，可將JFET偏置在I的10%-50%區(qū)間，降低通道功率損耗和溫度漂移對電流穩(wěn)定性的影響。雖其精度受器件離散性影響(同型號JFET的I差異較大)，但憑借低成本、低功耗優(yōu)勢，在中小電流場景仍有廣泛應(yīng)用。

(三)優(yōu)化反饋網(wǎng)絡(luò)，提升電路穩(wěn)定性

在模擬放大電路中，D-S短接的JFET可作為反饋元件接入電路，通過調(diào)節(jié)輸入輸出阻抗改善電路性能。例如在共源放大器中，將短接后的D-S端與柵極、源極構(gòu)成反饋回路，可穩(wěn)定放大器增益，減小非線性失真，同時調(diào)整輸入阻抗以匹配信號源特性，優(yōu)化頻率響應(yīng)。

這種反饋機制的核心的是利用JFET的壓控電阻特性，D-S短接后通道電阻(R)隨U動態(tài)變化，形成自適應(yīng)反饋調(diào)節(jié)，抑制電路參數(shù)波動和外部干擾對放大性能的影響，使放大器在寬頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定工作狀態(tài)。

(四)輔助振蕩電路，構(gòu)建反饋路徑

在射頻振蕩電路和時鐘生成電路中，D-S短接的JFET可作為反饋元件形成穩(wěn)定的振蕩回路。其高輸入阻抗特性可減少反饋回路對振蕩信號的衰減，同時通過U對通道電流的精準控制，調(diào)節(jié)振蕩頻率和幅值穩(wěn)定性。相較于其他反饋元件，JFET的低噪聲特性可降低振蕩信號的干擾，提升輸出信號純度，適用于低頻至中頻振蕩電路的設(shè)計。

三、應(yīng)用注意事項

采用D-S短接接法時，需根據(jù)JFET類型(N溝道/ P溝道)合理配置偏置電壓：N溝道JFET需施加負柵源電壓實現(xiàn)電流調(diào)節(jié)，P溝道則需正柵源電壓，避免因偏置錯誤導(dǎo)致器件工作異常。同時，應(yīng)選用低漏電、參數(shù)離散性小的器件(如4117系列JFET)，在精密電路中可通過篩選器件或增加補償電阻，減小參數(shù)差異對性能的影響。

此外，需注意器件的功率損耗，D-S短接后通道電阻(R)通常為幾十歐姆，過大電流會導(dǎo)致器件發(fā)熱，影響穩(wěn)定性，因此需根據(jù)器件額定功率確定工作電流范圍。

四、結(jié)語

結(jié)型場效應(yīng)管漏極與源極短接的接法，通過改變器件工作特性，實現(xiàn)了等效低漏電二極管、簡易恒流源、反饋調(diào)節(jié)等多重功能，在精密保護、基準電路、放大電路等場景中展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。其核心價值在于利用JFET高輸入阻抗、低噪聲、壓控特性，以簡潔的電路結(jié)構(gòu)滿足特定性能需求。在實際設(shè)計中，需結(jié)合器件參數(shù)、電路精度要求和工作環(huán)境，合理配置偏置方式和輔助元件，充分發(fā)揮該接法的技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)電路性能的優(yōu)化升級。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，這種特殊接法在精密電子設(shè)備、射頻電路等領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛。