Моделі та параметри польових транзисторів

 При аналізі електронних схем використовують моделі (еквівалентні електричні схеми) польових транзисторів, сформовані з ідеальних компонентів - резисторів, конденсаторів, керованих джерел струму або напруги.

Спрощена еквівалентна схема польового транзистора з n-каналом, яка відображає його нелінійні та частотні властивості, подана на рис. 9, де кероване джерело струму J_С=f(U_ЗВ,U_CВ) моделює вихідну (стокову) статичну ВАХ транзистора. Оскільки струм затвора практично дорівнює нулеві (І_З»10^-8¸10^-9А), то в моделі не враховано резистивного опору між затвором і витоком (R_ЗВ®¥). Міжелектродні ємності С_ЗВ, С_ЗС, С_СВ - це відповідно ємності затвор-витік, затвор-стік та стік-витік, які визначають частотні властивості транзистора. Строго кажучи, ці ємності є нелінійними, зокрема, у випадку польового транзистора з керуючим р-n-переходом С_ЗВ та С_ЗС - бар’єрні ємності керуючого переходу в областях витоку та стоку.

 При роботі транзистора в статичному режимі та в області низьких частот впливом міжелектродних ємностей нехтують і тоді модель транзистора представляє собою лише кероване джерело струму J_C.

    Рис. 9. Еквівалентна схема польового транзистора з n-каналом

 

У випадку, коли польові транзистори виготовлені на підкладці, в еквівалентній схемі враховують p-n-перехід між структурою транзистора та підкладкою, який зміщений у зворотному напрямі, у вигляді бар’єрних ємностей С_СП та С_ВП в областях витоку та стоку (рис. 10).

Рис. 10. Еквівалентна схема польового транзистора, сформованого на підкладці

При аналізі роботи транзистора у малосигнальному режимі, коли на його зовнішних виводах діють, крім постійних напруг, ще й невеликі змінні у часі напруги і струми Du та Dі, використовують так звану лінеаризовану (малосигнальну) еквівалентну схему (рис. 11), яку отримують із еквівалентної схеми (рис. 9), визначаючи диференціальні параметри транзистора у заданій робочій точці.

 

Рис. 11. Лінеаризована (малосигнальна) еквівалентна схема польового транзистора

 

В лінеаризованій еквівалентній схемі міжелектродні ємності вважають лінійними, їх значення дорівнюють значенням відповідних диференціальних ємностей у робочій точці, яка визначається значеннями постійних напруг U_ЗВ0, U_CВ0.

Параметри малосигнальної еквівалентної схеми, а саме s - крутизну стоко-затворної характеристики транзистора в заданій робочій точці та r_i - вихідний диференціальний опір транзистора, який характеризує нахил стокових ВАХ, визначають так:

s= dI_С/dU_ЗВ при U_ЗВ0, U_CВ0;                                                        (2)

r_i= dU_СВ/dI_С при U_ЗВ0, U_CВ0.                                                      (3)

Підсилювальні властивості транзистора у малосигнальному режимі характеризують, крім крутизни s, ще й коефіцієнтом m, який називають коефіцієнтом підсилення напруги:

m=dU_СВ/dU_ЗВ при І_С=сonst.                                 (4)

Значення коефіцієнта m можна виразити через параметри s та r_i:

m = - s×r_i.                                                   (5)

Орієнтовні значення параметрів лінеаризованих заступних схем є такими:

а) для польових транзисторів з керуючим р-n-переходом: С_ЗВ»С_СВ »6 ¸20 пФ; С_ЗС»2¸8 пФ;  s»0,3 ¸7 мА/В; r_i»0,02 ¸0,5 мОм;

б) для МДН-транзисторів: С_ЗВ»С_СВ£10 пФ; С_ЗС£2 пФ; s та r_i приблизно такі ж, як і у транзисторів з керуючим р-n-переходом.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: