Полевой транзистор как линейный четырехполюсник

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник Полевой транзистор, работающий в режиме малого сигнала, так же как и биполярный транзистор, можно представить в виде линейного четырехполюсника (рис. 4.18). Наличие большого входного сопротивления у полевых транзисторов позволяет удобно их описывать с помощью Y-параметров. Для схемы с ОИ в качестве независимых переменных принимают Uзи и Uси, а зависимые величины – Iз, Ic, тогда транзистор описывается следующей системой уравнений:

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник ;

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник . (4.6)

А в системе Y-параметров

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник ;

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник . (4.7)

Откуда Y-параметры в режиме КЗ по переменному току на входе и выходе определяются выражениями

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник – входная проводимость;

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник – проводимость обратной передачи, при UсиUси нас Y12 стремится к нулю;

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник – проводимость прямой передачи (крутизна характеристики прямой передачи) определяет наклон данной характеристики в любой точке;

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник – выходная проводимость, вместо которой на практике часто используется обратная величина Полевой транзистор как линейный четырехполюсник , называемая внутренним (дифференциальным) сопротивлением транзистора.

Параметры Y11, Y21, Y22 можно определить по статическим характеристикам. Крутизна передаточной характеристики S определяется на рабочем (пологом) участке стоковой характеристики и ее нетрудно получить из выражений (4.3, 4.4), взяв первую производную от Iс по Uзи.

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник На практике для определения S используется графоаналитический метод. На выходных (стоковых) характеристиках (рис. 4.19) через выбранную рабочую точку О, которой соответствуют значения Полевой транзистор как линейный четырехполюсник , Полевой транзистор как линейный четырехполюсник , Полевой транзистор как линейный четырехполюсник , проводят прямую параллельную оси токов до пересечения со следующей характеристикой в точке В, имеющей координаты Полевой транзистор как линейный четырехполюсник , Полевой транзистор как линейный четырехполюсник , Полевой транзистор как линейный четырехполюсник . Значение крутизны рассчитывается по формуле

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник .(4.8)

Дифференциальное сопротивление Ri более полно отражает зависимость тока стока Ic от напряжения Uси на пологом участке стоковой характеристики. Ri определяется в рабочей точке О по приращению тока стока, соответствующему приращению напряжения Uси:

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник . (4.9)

Возрастание тока стока при увеличении Uси в пологой части характеристики обусловлено эффектом модуляции длины канала. С увеличением Uси стоковый p–n переход смещается в обратном направлении, что приводит к расширению перехода и уменьшению длины канала. А уменьшение длины канала приводит к уменьшению его сопротивления и возрастанию тока стока. Управляющее действие подложки учитывается коэффициентом влияния подложки, показывающим на сколько необходимо изменить напряжение на затворе, чтобы ток стока Iс остался неизменным при изменении напряжения подложки Uпи

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник , (4.10)

где Полевой транзистор как линейный четырехполюсник – крутизна характеристики по подложке.

Для оценки потенциальных возможностей полевого транзистора как усилительного элемента вводят параметр, называемый статическим коэффициентом усиления по напряжению

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник , (4.11)

который показывает, во сколько раз эффективнее изменение напряжения на затворе воздействует на ток стока, чем изменение напряжения на стоке.

Так как в диапазоне допустимых рабочих напряжений Uси статические выходные характеристики не пересекаются и не выполняется условие Iси=const, то m рассчитывается по найденным значениям Ri и S

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник . (4.12)

Поскольку характеристики полевых транзисторов нелинейны, значения дифференциальных параметров зависят от выбранного режима по постоянному току.

Входное сопротивление полевых транзисторов с управляющим p–n переходом определяется величиной обратного тока перехода, а у МДП-транзисторов – током утечки изолирующей пленки диэлектрика.

Для МДП-транзисторов значение входного сопротивления лежит в пределах 1012…1015 Ом. Из-за влияния статического электрического заряда на практике не удается реализовать большое значение входного сопротивления. Кроме больших внешних напряжений, подаваемых на затвор, большие значения напряженности электрического поля часто возникают за счет обычных внутренних зарядов в окисле. Поэтому не рекомендуется использовать и хранить МДП-транзисторы с неподключенным затвором. Завод-изготовитель выпускает МДП-транзисторы со специальным закорачивающим приспособлением (все выводы транзистора замкнуты между собой, что способствует стеканию зарядов диэлектрика, и МДП-транзистор не испытывает действия статического электричества.

Для устранения опасного предела электрического заряда в диэлектрике и для получения больших входных сопротивлений в МДП-транзисторах используются защитные диоды, включенные в цепь затвор-исток (рис. 4.20).

В качестве защитных диодов часто используются стабилитроны. При превышении напряжения на затворе больше пробивного напряжения одного из диодов, электрический заряд, накопленный в диэлектрике, отводится через защитные диоды на землю. В связи с этим, электрический заряд в диэлектрике МДП-транзисторов не превышает величины, при которой может произойти пробой изолирующей пленки диэлектрика, что обычно приводит к выходу транзистора из строя. Наличие защитных диодов незначительно уменьшает входное сопротивление транзистора (за счет обратных токов диодов), а характеристики транзистора остаются неизменными.

Полевой транзистор как линейный четырехполюсник Для повышения функциональных возможностей МДП-транзисторов промышленностью выпускаются транзисторы с двумя изолированными затворами (например, КП 306, КП 350). Статические характеристики этих транзисторов аналогичны характеристикам однозатворных транзисторов, только количество их больше, так как они строятся для напряжения каждого затвора при неизменном напряжении на другом затворе. Эти транзисторы характеризуются крутизной по первому и второму затвору, напряжениями отсечки первого и второго затворов.

Случайные записи:

How to check MOSFET


Похожие статьи:

Добавьте постоянную ссылку в закладки. Вы можете следить за комментариями через RSS-ленту этой статьи.
Комментарии и трекбеки сейчас закрыты.