Ist bei einem JFET das Gate * immer * mit dem Bulk / Substrat verbunden?

Bei der Herstellung eines JFET mit dem Common-Planar-Prozeß wird zunächst der Kanal in das Bulk eindiffundiert und um dieses Gebiet davon zu isolieren, wird das Bulk gleich dotiert wie das Gate-Gebiet. Somit ist bereits ein Übergang der gleichen Art wie der Gate-Kanal-Übergang (mit Ausnahme vielleicht der Dotierungskonzentrationswerte) auf der Vorrichtung vorhanden; somit ist bereits ein JFET vorhanden. Die anschließende Diffusion des Gate-Bereichs in den Kanalbereich erzeugt das endgültige, leistungsfähigere Gerät: Es ist, als hätte man zwei JFETs mit parallel geschalteten Kanalbereichen. An dieser Stelle müssen Sie entscheiden, ob es sich lohnt, die beiden Geräte getrennt zu halten oder nicht. Es stellt sich heraus, dass es zwar möglich ist, die beiden Geräte getrennt zu halten, es jedoch sowohl vom Standpunkt der Leistung als auch der Machbarkeit besser ist, sie als ein einziges Gerät arbeiten zu lassen.Kurz gesagt, die Gate- und Bulk-Bereiche sind in jedem JFET fest miteinander verdrahtet .

Anmerkungen

• Bei Kleinsignal-MOSFETs (Verarmung) ist die Situation ganz anders: Bei diesen Geräten ist die Trennung von Bulk- und Gate-Anschlüssen so, als hätte man ein Gerät aus einem MOSFET und einem JFET mit parallelen Kanälen, was unter bestimmten Umständen nützlich sein kann. Der standardmäßige Verarmungs-MOSFET BSV81 von NXP-Philips ist ein Beispiel für diese Art von Bauteil.
• Beachten Sie auch, dass die obige Aussage streng nur für diskrete JFET-Geräte gilt . Analog Devices verwendet in einigen seiner Hochleistungs-OpAmps Eingangs-JFETs, deren Bulk-Anschluss nicht mit ihrem Gate verbunden ist, sondern mit einem Vorspannungsnetzwerk verbunden ist, und dies ermöglicht eine Größenordnungsreduzierung ihres Gate-Vorspannungsstroms und ein besseres Temperaturverhalten dieses Parameters (Sie steigt im Vergleich zu Standard-JFETs weniger mit der Sperrschichttemperatur an).

Ein MOSFET ist ein Gerät mit 4 Anschlüssen: Gate, Drain, Source und Body. Wenn Sie einen diskreten MOSFET kaufen, ist es wahrscheinlich, dass der Hersteller die Quelle mit dem Körper verbunden hat, aber dies ist nicht erforderlich.

In Ihrem Diagramm ist das Gate nicht mit dem Körper verbunden. Zwischen dem Gate selbst (grau gefärbt) und dem darunter liegenden Körper (blau gefärbt) befindet sich eine dünne Isolierschicht.

Es gibt keine feste Regel. Es gibt viele Strukturen. Das Verbinden des JFET-Gates mit dem Substrat erhöht die Transkonduktanz auf Kosten einer erhöhten Gate-Kapazität. Das Verbinden des Substrats mit der Quelle kehrt dies um.

Bei monolithischen ICs ist das Substrat allen Geräten gemeinsam. Für den gemeinsamen P-Typ ist es normalerweise an die negativste Stromversorgung angeschlossen. Aber für P-Kanal-Bauelemente auf einem P-Substrat benötigen Sie eine „N-Wanne“, die als lokales Substrat dient. Bei digitalen CMOS-Schaltungen verbinden Sie normalerweise alle N-Wells mit der positivsten Versorgung, aber bei Mixed-Signal-Schaltungen ist es manchmal nützlich, die Gate-Schwelle zu modulieren, indem Sie die N-Well-Vorspannung für einzelne Transistoren anpassen.

Und dann gibt es vertikale MOSFETs, SOI-Bauelemente, N-Substrate, viele Variationen und viele Möglichkeiten, sie zu verbinden ...

Nein, das Gate ist niemals mit dem Substrat verbunden.

Sie müssen Gate und Substrat isolieren, um die Gate-Spannung zum Ein- und Ausschalten des Transistors steuern zu können.