Дифференциальные параметры полевого транзистора — КиберПедия


Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Дифференциальные параметры полевого транзистора



Поскольку ПТ, как и электронная лампа, является прибором, управляемым напряжением, то рационально использовать систему уравнений с

y-параметрами. Токи в этой системе считают функциями напряжений:

I1 = f(U1, U2); I2 = f(U1, U2). (4.4)

Тогда выражения для полных дифференциалов токов стока и затвора можно представить в виде:

(4.5)

В этих выражениях частные производные, определяющие приращения токов при изменении соответствующих напряжений, можно рассматривать как дифференциальные параметры транзистора, имеющие размерность проводимости.

- входная проводимость,

- проводимость обратной передачи,

- проводимость прямой передачи,

- выходная проводимость.

Заметим, что y-параметры определяются в режиме короткого замыкания для переменной составляющей тока на входе (y22 и y12)и на выходе (y21 и y11). Это трудно обеспечить на низких частотах и легко – на высоких.

В полевых транзисторах, включенных по схеме с общим истоком, U1 =UЗИ – это напряжение затвор-исток, I1 =IЗ – ток затвора, U2 =UСИ – напряжение сток-исток, ток I2 =IС – ток стока.

Как было сказано выше, входной ток очень мал и поэтому входная проводимость у11 так же очень мала.

Проводимостью обратной передачи у12 на низких частотах так же можно пренебречь.

Проводимость прямой передачи у21 называется крутизна и для транзистора, включенного по схеме с общим истоком, определяется как

Она характеризует управляющее действие затвора и измеряется в [мА/В]. Определяется по характеристикам заменяя бесконечно малые приращения конечными, то есть . Подробнее в [4].

Для получения высокой крутизны необходимо иметь канал с малой длиной и большой шириной. Увеличивать толщину канала и уменьшать удельное сопротивление нецелесообразно, так как это ведет к увеличению отрицательного порогового напряжения. Практически, длина канала составляет несколько микрометров, а его ширина может достигать тысячи микрометров.

Выходная проводимость

параметр характеризует влияние напряжения стока на ток стока. Ее определяют по выходным характеристикам, заменяя бесконечно малые приращения конечными, то есть

.

Величина выходной проводимости очень мала и обусловлена изменением длины канала при изменении напряжения стока. Чем короче канал, тем больше относительное изменение его длины при одном и том же приращении DUСИ следовательно, тем больше проводимость у22. Часто вместо параметра у22 применяют обратную величину Ri = 1/у22. Этот параметр называется внутренним сопротивлением транзистора.



Помимо рассмотренных параметров используют параметр, характеризующий сравнительное воздействие напряжений стока и затвора на ток стока. Этот параметр называется коэффициентом усиления μ. Он равен отношению приращений напряжений стока и затвора, вызывающих одинаковые по величине и противоположные по знаку приращения тока стока:

.

Знак «минус» в этой формуле учитывает, что положительному приращению dUСИ увеличивающему ток на величину dIС соответствует отрицательное приращение dUЗИ уменьшающее ток на ту же самую величину dIС, благодаря чему обеспечивается постоянство тока IС.

Параметр μ определяется через параметры S и Ri. следующим образом:

μ=S∙Ri.

Полученное соотношение связывает между собой дифференциальные параметры полевого транзистора.

Так же как и в полевом транзисторе с р-n переходом, дифференциальными параметрами МДП-транзистора являются крутизна S, внутренняя проводимость у22, и коэффициент усиления μ. Способ определения их по характеристикам такой же как и для полевых транзисторов с управляющим р-n переходом.

Для повышения крутизны надо снижать пороговое напряжение и уменьшать длину канала и толщину подзатворного диэлектрика, а также увеличивать ширину канала. Практически длина канала составляет от 1 до 10 мкм, толщина диэлектрика 0,1 мкм.

Важным параметром при работе полевых транзисторов в усилительном режиме является величина выходной проводимости. Желательно, чтобы она была небольшой.

Проводимость прямой передачи численно равна крутизне. Выбирая ПТ с высокой крутизной в рабочей точке, добиваются больших значений коэффициента усиления по напряжению.

Эквивалентная схема ПТ

Полевые транзисторы, по существу, являются приборами с распределенными параметрами. На практике используют упрощенные модели, напоминающие модели электронных ламп. Упрощенная эквивалентная схема ПТ на основе физической модели, которая определяется его структурой, представлена на рисунке 4.8. Здесь: rС и rИ – неизменные сопротивления между каналом и выводами транзистора (называемые немодулированными сопротивлениями стока и истока); управляемое сопротивление канала ri и генератор тока S UЗИ, создающий ток стока, зависят от входного напряжения UЗИ. Сопротивление канала ri сравнительно велико, а немодулированные сопротивления rС и rИ на два-три порядка меньше, чем ri. Строго говоря, эти два сопротивления включены последовательно с сопротивлением канала, учитывая, что rirС + rИ для упрощения анализа целесообразно rС исключить,а ri соединить непосредственно со стоком. Сопротивление rИ следует учитывать, т.к. оно существенно влияет на параметры транзистора.



Междуэлектродные емкости: входная затвор-исток СЗИ, проходная за­твор-сток СЗС и выходная сток-исток ССИ.

 






Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...





© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.008 с.