В чем измеряется крутизна полевого транзистора
Перейти к содержимому

В чем измеряется крутизна полевого транзистора

  • автор:

Чему равна крутизна полевого транзистора?

dansay.ru

Полевой транзистор — одно из наиболее широко используемых полупроводниковых устройств в электронных схемах. Он применяется во многих отраслях, включая электронику, телекоммуникации и силовую электронику. Крутизна полевого транзистора является одним из важных его параметров, влияющих на его работу и характеристики.

Крутизна полевого транзистора определяет, насколько быстро транзистор может изменять свою выходную характеристику в ответ на изменение входного сигнала. Она измеряется ведущей производной входной характеристики по току коллектора. Чем выше значение крутизны, тем быстрее транзистор может переключаться между своими рабочими состояниями и вырабатывать больший выходной ток. Это особенно важно в применениях, где требуется высокая скорость работы и точность.

Определение крутизны полевого транзистора возможно с использованием специальных измерительных приборов или средств программируемого тестирования. Однако, можно также рассчитать ее значения на основе параметров, указанных в техническом описании транзистора. Это важно для проектировщиков и инженеров, работающих с полевыми транзисторами, чтобы правильно подобрать компоненты и получить требуемую производительность.

Как работает полевой транзистор?

Основным элементом полевого транзистора является канал. При наличии напряжения на затворе источник появляется электрическое поле, которое изменяет энергетическую структуру канала и тем самым контролирует его проводимость. В отличие от биполярного транзистора, который управляется током базы, полевой транзистор управляется напряжением на затворе.

Существует два основных типа полевых транзисторов: усилительные и ключевые. Усилительные полевые транзисторы усиливают и модулируют электрические сигналы, а ключевые полевые транзисторы используются для управления переключением цепи. Для характеристики полевого транзистора применяются параметры, такие как ток пробоя, ток отсечки, коэффициент усиления и сопротивление канала.

Полевые транзисторы нашли широкое применение во многих областях, включая электронику, радиотехнику, телекоммуникации и промышленность. Они обладают высокой надежностью, быстродействием и малым энергопотреблением, что делает их идеальным выбором для множества приложений.

Тип полевого транзистора Принцип работы
Усилительный Модуляция и усиление электрических сигналов
Ключевой Управление переключением цепи

Значение крутизны в полевом транзисторе

Значение крутизны обозначается символом gm и имеет единицу Сименс (С). Чем больше значение крутизны, тем быстрее реагирует транзистор на изменения управляющего напряжения и тем эффективнее он выполняет свои функции.

Вычисление значения крутизны основано на измерении изменения выходного тока при малых изменениях управляющего напряжения. Важно отметить, что значения крутизны могут различаться в зависимости от рабочих условий транзистора и его конструктивных параметров.

Значение крутизны полевого транзистора играет важную роль при проектировании электронных схем, так как оно влияет на усиление и стабильность сигнала, а также на энергоэффективность и надежность работы транзистора.

Крутизна является одним из основных параметров, которые необходимо учитывать при выборе полевого транзистора для конкретного приложения. Правильный выбор транзистора с оптимальной крутизной поможет достичь требуемых характеристик и повысить общую эффективность электронной системы.

Как измерить крутизну полевого транзистора?

Для измерения крутизны можно использовать специальную схему, называемую «затворно-затворным измерительным устройством». Эта схема позволяет наглядно оценить изменения тока дрейна при различных напряжениях на затворе.

Для измерения крутизны нужно сначала подключить полевой транзистор к схеме измерительного устройства. Затем необходимо установить осциллограф для измерения изменения напряжения на затворе и изменения тока дрейна. После этого проводится ряд измерений, при которых меняется напряжение на затворе, а затем измеряется изменение тока дрейна. На основе полученных данных можно рассчитать крутизну полевого транзистора.

Измерение крутизны полевого транзистора является сложным процессом и требует использования специализированных приборов. Однако полученные данные позволяют более точно оценить работу транзистора и принять необходимые меры для его оптимальной настройки и использования.

Применение и преимущества полевых транзисторов с высокой крутизной

Полевые транзисторы с высокой крутизной имеют ряд применений и преимуществ, которые делают их востребованными в различных областях. Вот некоторые из них:

  1. Усилители мощности: Полевые транзисторы с высокой крутизной обладают высокой линейностью и низким уровнем искажений, что делает их идеальными для использования в усилителях мощности.
  2. Радиосвязь: Их высокая крутизна позволяет использовать полевые транзисторы в высокочастотных устройствах, таких как передатчики и приемники радиосигналов.
  3. Переключатели: Благодаря своей низкой мощности и высокой скорости коммутации, полевые транзисторы с высокой крутизной могут использоваться в качестве эффективных переключателей, особенно при высоких частотах.
  4. Защитные устройства: Полевые транзисторы с высокой крутизной также могут быть использованы в качестве защитных устройств для предотвращения повреждения других чувствительных компонентов, таких как диоды и усилители.

Преимущества полевых транзисторов с высокой крутизной включают:

  • Высокая эффективность: Полевые транзисторы с высокой крутизной обладают высокой эффективностью и малым потреблением энергии, что делает их идеальными для использования в портативных устройствах и других приложениях с ограниченным энергопотреблением.
  • Высокая чувствительность: Полевые транзисторы с высокой крутизной обладают высокой чувствительностью к входному сигналу, что позволяет им эффективно усиливать слабые сигналы, что особенно важно в радиосвязи и других приложениях.
  • Малые габариты и масса: Полевые транзисторы с высокой крутизной часто имеют компактный размер и небольшой вес, что делает их идеальными для использования в мобильных и портативных устройствах.
  • Надежность: Благодаря своей конструкции и высокой крутизне, полевые транзисторы обычно обладают высокой надежностью и долгим сроком службы.

В целом, полевые транзисторы с высокой крутизной представляют собой важный компонент в электронике и находят широкое применение в различных областях, от усилителей мощности до радиосвязи.

Крутизна полевого транзистора: отличительная особенность и значимость

Крутизна характеристики полевого транзистора: суть и важность

Крутизна — это одна из ключевых характеристик полевого транзистора, которая отвечает за скорость перехода от открытого состояния к закрытому и обратно. Чем больше значение крутизны, тем быстрее транзистор может переключаться. Это особенно важно в современных электронных устройствах, где требуется быстрая обработка сигналов. Крутизна также влияет на энергопотребление транзистора и его устойчивость к помехам. Поэтому, для эффективной работы устройства, необходимо учитывать значение данной характеристики при выборе полевого транзистора.

Что такое крутизна?

Когда мы говорим о крутизне, большинство из нас впервые вспоминают аттракционы парка развлечений или сноубордистов, покоряющих крутые горные склоны. Но крутизна в нашей теме имеет совсем другой смысл. Здесь мы будем говорить о крутизне характеристики полевого транзистора и ее сути и важности в современной электронике.

Крутизна в контексте полевого транзистора является ключевым параметром, определяющим, насколько быстро транзистор может изменить свою выходную электрическую характеристику в ответ на изменение управляющего сигнала. Крутизна, или коэффициент передачи, обозначается символом gm и измеряется в сименсах (С)/ампер.

Давайте взглянем на пример, чтобы лучше понять, как работает крутизна. Представьте, что вы играете на музыкальном инструменте и хотите перейти с одной ноты на другую. Скорость, с которой вы можете сделать это, определяет, насколько гладко и точно будет звучать музыка. Точно так же полевой транзистор должен справиться с быстрым изменением сигнала, чтобы обеспечить стабильную работу электронной системы.

Крутизна имеет большое значение, потому что она влияет на производительность и эффективность транзистора. Чем выше крутизна, тем быстрее и точнее транзистор может переключаться между состояниями «вкл» и «выкл». Это особенно важно в сложных электронных устройствах, таких как компьютеры или мобильные телефоны, где требуется быстрая обработка информации и высокая скорость передачи данных.

Можно ли увеличить крутизну полевого транзистора? Конечно! Исследователи и инженеры постоянно работают над разработкой новых материалов и структур, которые позволят создать транзисторы с еще более высокой крутизной. Это поможет улучшить быстродействие и эффективность электронных устройств.

Крутизна — это одна из ключевых характеристик, которую следует учитывать при выборе и проектировании полевых транзисторов. Чем выше крутизна, тем лучше будет работать транзистор и тем больше возможностей для разработки новых инновационных устройств. Именно благодаря постоянному совершенствованию технологий и улучшению характеристик полевого транзистора мир электроники продолжает развиваться и превосходить свои предыдущие достижения.

Значение крутизны в электронике

Значение крутизны в электронике

Например, рассмотрим ситуацию, когда полевой транзистор используется в усилителе звука. Если крутизна транзистора низкая, то он не сможет быстро изменять свой выходной сигнал в соответствии с изменениями входного звукового сигнала. Это может привести к искажениям звука и ухудшению качества усиления. Однако, если значение крутизны высокое, то транзистор сможет точно повторять входной сигнал и передавать его на выход усилителя без искажений.

Также значение крутизны имеет значение в электронной коммутации. Быстрая смена состояний транзистора может быть критичной в некоторых приложениях, таких как цифровые схемы. Если крутизна низкая, то время перехода транзистора из одного состояния в другое будет большим, что может привести к задержкам и ошибкам в работе цифровых устройств. С другой стороны, при высокой крутизне время переключения будет минимальным, что обеспечивает быструю и надежную работу.

Обратите внимание, что значение крутизны зависит не только от самого транзистора, но и от других факторов, таких как температура, напряжение питания и конфигурация схемы. Поэтому при проектировании электронных устройств необходимо учитывать все эти факторы и выбирать подходящий транзистор с нужным значением крутизны для конкретного приложения.

Измерение крутизны

Измерение крутизны

Измерение крутизны проводится при помощи специальной экспериментальной схемы. В процессе измерения подаются различные управляющие напряжения на вход транзистора, а затем измеряется соответствующий выходной ток. После этого рассчитывается значение крутизны, которое выражается в вольтах на миллиампер (В/мА).

Значение крутизны может быть положительным или отрицательным. В случае положительной крутизны, выходной ток транзистора увеличивается с увеличением управляющего напряжения, а в случае отрицательной крутизны, выходной ток уменьшается при увеличении управляющего напряжения.

Для чего же нам нужно знать значение крутизны? Во-первых, это позволяет определить оптимальный режим работы транзистора. Чем выше крутизна, тем быстрее транзистор сможет работать и передавать сигналы. Это особенно важно при проектировании радиоэлектронных устройств, где от скорости обработки сигналов зависит их качество. Во-вторых, знание крутизны позволяет правильно подобрать компоненты и оптимизировать схему, чтобы достичь наилучших показателей работы.

Измерение крутизны является важным этапом в процессе изучения и оптимизации работы полевых транзисторов. Правильное определение этой характеристики позволяет создавать более эффективные и производительные электронные устройства. Увеличение крутизны полевого транзистора открывает новые возможности для развития технологий и создания инновационных решений.

Крутизна характеристики полевого транзистора: суть и важность

Крутизна характеристики полевого транзистора: суть и важность

Важность крутизны характеристики полевого транзистора можно объяснить следующим образом:

  • Управляемость: Чем больше крутизна характеристики, тем лучше транзистор может быть управляем на высоких частотах. Большая крутизна позволяет быстро переключать ток на выходе транзистора, что очень важно для работы в усилителях и других устройствах.
  • Малые искажения сигнала: Более большая крутизна позволяет транзистору работать с меньшими искажениями сигнала. Это особенно важно для усилителей, где любые искажения могут существенно влиять на качество звука.
  • Энергоэффективность: При большей крутизне транзистору требуется меньше энергии для переключения и, следовательно, устройство становится более энергоэффективным.

Итак, крутизна характеристики полевого транзистора – это важный параметр, определяющий его производительность и работоспособность в различных устройствах. Более высокая крутизна позволяет транзистору быть более управляемым, обеспечивать меньшие искажения сигнала и быть более энергоэффективным.

В чем измеряется крутизна транзистора

Ток насыщения Iс0 в цепи стока транзистора, включённого по схеме с общим истоком, при затворе накоротко замкнутым с истоком (т. е. при Uз.и=0) — характерен лишь для полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом.

Ток стока в рабочей точке можно определить по следующей формуле [2]:

где Uотс — напряжение отсечки.

Уравнение (1) является приближенным для характеристики передачи любого полевого транзистора (особенно с малыми напряжениями отсечки).

Напряжение отсечки Uотс — один из основных параметров, характеризующих полевой транзистор. При напряжении на затворе, численно равном напряжению отсечки, практически полностью перекрывается канал полевого транзистора, и ток стока при этом стремится к нулю.

Измерение истинного значения напряжения отсечки (при полном перекрытии канала) произвести довольно трудно, так как при этом приходится иметь дело с чрезвычайно малыми токами стока, к тому же зависящими от сопротивления изоляции. В справочных данных на полевые транзисторы всегда указывается, при каком значении тока стока произведены измерения напряжения отсечки. Так, например, для транзисторов КП102 напряжения Uотс получены при токе стока 20 мкА, а у транзистора КП103 — при токе стока 10 мкА.

Крутизна проходной характеристики. Входное сопротивление полевых транзисторов со стороны управляющего электрода составляет 10 7 -10 9 Ом для транзисторов с p-n-переходом. Так как входные токи полевых транзисторов чрезвычайно малы, то управление током в выходной цепи осуществляется входным напряжением. Поэтому усилительные свойства полевого транзистора, как и электронных ламп, целесообразно характеризовать крутизной проходной характеристики.

Крутизна полевых транзисторов

Максимальное значение крутизны характеристики Sмакс достигается при Uз.и=0. При этом численное значение Sмакс равно проводимости канала полевого транзистора при нулевых смещениях на его электродах.

Крутизна характеристики полевых транзисторов на 1-2 порядка меньше, чем у биполярных транзисторов, поэтому при малых сопротивлениях нагрузки коэффициент усиления каскада на полевом транзисторе меньше коэффициента усиления аналогичного каскада на биполярном транзисторе.

В большинстве случаев крутизну характеристики полевых транзисторов считают частотно-независимым параметром. Поэтому быстродействие электронных схем на полевых транзисторах ограничено в основном паразитными параметрами схемы.

Выражение для крутизны характеристики в рабочей точке ПТ получим, используя (1):

где Uз.и — напряжение затвор-исток, при котором вычисляется S;

Соотношение (3) позволяет по двум известным параметрам рассчитать третий.

Пробивное напряжение. Механизм пробоя полевого транзистора можно объяснить возникновением лавинного процесса в переходе затвор — канал. Обратное напряжение диода затвор — канал изменяется вдоль длины затвора, достигая максимального значения у стокового конца канала. Именно здесь происходит пробой полевого транзистора. Если выводы стока и истока поменять местами, то пробивное напряжение почти не изменится. Например, у транзистора КП102 пробой наступает при суммарном напряжении между затвором и стоком, равном 30 В. Это напряжение является минимальным; фактически напряжение пробоя составляет в среднем около 55 В, а у отдельных экземпляров достигает 120 В [7].

Пробой не приводит к выходу из строя ПТ с управляющим р-n-переходом, если при этом рассеиваемая мощность не превышает допустимой. После пробоя в нормальном рабочем режиме эти транзисторы восстанавливают свою работоспособность. Это свойство транзисторов с p-n-переходом даёт им известное преимущество перед МОП-транзисторами, у которых пробой однозначно приводит к выходу прибора из строя.

Однако необходимо оговориться, что и для ПТ с р-n-переходом пробой не всегда безвреден. Степень его влияния на параметры транзистора определяется значением и продолжительностью действия тока, протекающего при этом через затвор. Так, в результате пробоя может увеличиться ток утечки затвора в нормальном режиме [7].

Динамическое сопротивление канала rк определяется выражением

Это сопротивление при Uс.и = 0 и произвольном смещении Uз.и можно выразить через параметры транзистора [2]:

При малом напряжении сток-исток вблизи начала координат ПТ ведёт себя как переменное омическое сопротивление, зависящее от напряжения на затворе. Это остаётся справедливым даже в случае изменения полярности напряжения стока (см. рис. 4); необходимо только, чтобы напряжение на затворе было больше, чем на стоке [5].

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

34) Крутизна и напряжение отсечки пт.

Крутизна — один из основных параметров полевого транзистора, характеризующий его усилительные свойства. Крутизна представляет собой отношение изменения тока стока к изменению напряжения на затворе при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора т.е. на стоке. Крутизна передаточной характеристики полевого транзистора обычно составляет несколько миллиампер на вольт. С ростом отрицательного напряжения на затворе значение крутизны характеристики транзистора будет уменьшаться, т.к. при увеличении отрицательного напряжения на затворе будет увеличиваться ОПЗ перехода затвора и уменьшаться толщина проводящего канала. Вблизи напряжения отсечки толщина канала вместе с током стока уменьшается до нуля, сопротивление канала возрастает и крутизна падает до нуля.

Управление полевым транзистором осуществляется напряжением на затворе. Поэтому для количественной оценки управляющего действия затвора используют крутизну характеристики: s=dIc/dUзи при Uси=const. Крутизна характеристики достигает максимального значения при Uзи=0. Крутизну характеристики полевого транзистора можно определить графоаналитическим способом. Для этого необходимо провести касательную к стокзатворной характеристики в точке Uзи=0. Наклон этой касательной и определит значение S.

Увеличение ширины канала и степени легирования приведёт к росту крутизны транзистора, потому что при прочих равных условиях, рост числа электронов и размеров области приведёт к уменьшению сопротивления и, следовательно, обеспечит больший ток стока при том же напряжении на затворе. Следовательно, крутизна увеличится. Существенно, что толщина канала одинаково увеличивает крутизну и напряжение отсечки. Ширина канала увеличивает только крутизну, но не влияет на напряжение отсечки.

Напряжение отсечки:

Ток стока имеет слабую зависимость от напряжения сток–исток, поэтому передаточная характеристика изображена в виде одной кри- вой, исходящей из точки UЗИ = Uотс. Это напряжение называется на- пряжением отсечки, при достижении которого транзистор полностью закрыт. По мере уменьшения отрицательного напряжения на затворе ток стока увеличивается в соответствии с уравнением , (3.1) где I0 – ток насыщения транзистора при UЗИ = 0. 2 ЗИ C 0 отс 1 U I I U

Напряжение отсечки будет расти с ростом степени легирования канала транзистора, потому что чем больше число доноров в ОПЗ, тем труднее удалить из канала подвижные электроны. Аналогично с толщиной, необходимо большее напряжение, чтоб удалить все электроны в подложку из толстого канала.

НАПРЯЖЕНИЕ ОТСЕЧКИ (у полевого транзистора) — параметр полевого транзистора с управляющим p-n переходом, определяющий значение напряжение между затвором и стоком, при котором происходит насыщение тока стока, т.е. ток стока перестает зависеть от напряжения на стоке относительно истока.

Поскольку ОПЗ обладает высоким сопротивлением, то при увеличении ширины ОПЗ сечение канала уменьшается и его сопротивление возрастает. Самое низкое сопротивление канала и, соответственно, самый большой ток через него будет при нулевом напряжении на затворе (Uз = 0), затем по мере увеличения ширины ОПЗ при возрастании Uз и, соответственно, уменьшении сечения канала ток будет падать и при некотором напряжении отсечки Uзо канал полностью перекроется и ток через него перестанет возрастать. Соответствующие вольтамперные характеристики ПТУП приведены на рис. 77.

Рис. 77. Вольтамперные характеристики полевого транзистора с управляющим pn переходом.

4.2.1. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом (ПТУП) – это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала p-nпереходом, смещенным в обратном направлении (рис. 4.14).

Электрод, из которого в канал входят носители заряда, называют истоком; электрод, через который из канала уходят носители заряда, – стоком; электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, – затвором. При подключении к истоку отрицательного (для n-канала), а к стоку положительного напряжения в канале возникает электрический ток, создаваемый движением электронов от истока к стоку, т.е. основными носителями заряда. В этом заключается существенное отличие полевого транзистора от биполярного. Движение носителей заряда вдоль электронно-дырочного перехода (а не через переходы, как в биполярном транзисторе) является второй характерной особенностью полевого транзистора.

При отсутствии напряжения на входе (Uзи = 0) ток Iс, создаваемый этими электро­нами, определяется напряжением стока (Uси) и сопротивле­нием канала, зависящим от его поперечного сечения.

При подаче на переход обратного напряжения Uзи < 0, его ширина равномерно увеличивается, сечение канала уменьшается по всей его длине и сопротивление канала возрастает. Самое низкое сопротивление канала и соответственно самый большой ток через него будет при нулевом напряжении на затворе (Uзи = 0), затем по мере увеличения ширины перехода при возрастании Uзи и соответственно уменьшении сечения канала ток будет падать, и при некотором напряжении на затворе произойдет смыкание переходов, канал полностью перекроется и ток через него перестанет протекать. Это напряжение называется напряжением затвор-исток отсечки (Uзи отс). Канал в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 4.15.

Выходные характеристики транзистора. На рис. 4.16 изображено семейство статических выходных характеристик Iс = f (Uси) при различных значениях напряжения на затворе Uзи.

Каждая характеристика имеет два участка – омический (для малых Uси) и насыщения (для больших Uси). При Uзи = 0 с увеличением напряже­ния Uс ток Iс вначале нарастает почти линейно, однако далее характеристика перестает подчиняться закону Ома. Ток Iс начинает расти медленно, ибо его увеличение приводит к повышению падения напряжения в канале и возрастанию потенциала вдоль канала от истока к стоку. Потенциал же затвора одинаков по всей длине.

Появляется разность потенциалов между каналом и затвором, которая увеличивается в сторону стока. Вследствие этого толщина запирающего слоя увеличивается клинообразно (рис. 4.17) и сопротивление канала также увеличивается, а возрастание тока IС замедляется. При напряжении насыщения Uси нас = Uзи отс сечение канала у стока приближается к нулю, и рост тока стока Iс прекращается.

Реальные характеристики в области насыщения имеют небольшой наклон. Незначительное увеличение тока стока в режиме насыщения при повышении напряжения Uси объясняются некоторым уменьшением эффективной длины канала при расширении перекрытого участка.

Следующая характеристика, снятая при некотором обратном напряжении затвора (U

зи), когда запирающий слой имеет большую толщину при тех же значениях Uси, будет более пологой на начальном участке, и насыщение наступит раньше, при меньших значениях

Передаточные (стоко-затворные) характеристики (рис. 4.18) представляют собой зависимости тока стока от напряжения на затворе при постоянном напряжении на стоке

Характер этой зависимости ясен из принципа действия полевого транзистора. Ток стока имеет максимальную величину при отсутствии напряжения на затворе (Uзи = 0), когда толщина канала максимальна. При подаче обратного напряжения на затвор переход расширяется, толщина канала уменьшается, сопротивление возрастает, и ток стока уменьшается. Когда напряжение на затворе достигает величины Uзи отс , канал полностью перекрывается и ток стока падает до минимального значения.

Входная характеристика ПТУП – это зависимость Iз = f (Uзи). Представляет собой обратную ветвь ВАХ p-n-перехода (рис. 4.19).

Основным параметром, ис­пользуемым при расчете усилительного каскада с полевым транзистором, является статическая крутизна характеристики прямой передачи, т.е. отношение изменения тока стока к изменению напряжения ме­жду затвором и истоком:

Крутизна обычно измеряется в миллиамперах на вольты и для типовых транзисторов она равна от десятых долей до единиц миллиампер на вольт. Крутизна характеризует управляющее действие затвора.

Дифференциальное выходное сопротивление опреде­ляется следующим образом:

Оно составляет, примерно от десятков до сотен килоом.

Статиче­ский коэффициент усиления по напряжению равен:

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

Входное дифференциальное сопротивление равно:

Входное сопротивление имеет значение от сотен килоом до десятков мегаом.

Поскольку характеристики полевого транзистора нелинейны, значения дифференциальных параметров зависят от выбранного режима работы по постоянному току.

Эквивалентная схема ПТУП

Основным элементом эквивалентной схемы полевого транзистора (рис. 4.20), характеризующим усилительные свойства прибора, является зависимый генератор тока SUзи. Частотные и импульсные характеристики транзистора определяются емкостями электродов: затвор – сток (Cзи), затвор – сток (Cзс), сток – исток (Cси). Емкости Cзи и Cзс зависят от площади затвора и степени легирования канала, емкость Cзс – самая маленькая среди рассмотренных.

Сопротивления утечки Rзс, Rзи, Rзс весьма велики, и учитываются, как правило, при расчете электрических усилительных каскадов постоянного тока. При расчете импульсных каскадов и усилительных каскадов переменного тока их не учитывают, поскольку проводимость емкостей обычно всегда больше шунтирующих их проводимостей утечки электродов.

Схемы включения полевого транзистора

Полевой транзистор в качестве элемента схемы представляет собой активный несимметричный четырехполюсник, у которого один из зажимов является общим для цепей входа и выхода. В зависимости от того, какой из электродов полевого транзистора подключен к общему выводу, различают схемы (рис. 4.21):

1) с общим истоком и входом на затвор;

2) с общим стоком и входом на затвор;

3) с общим затвором и входом на исток.

Температурная зависимость параметров ПТУП

При изменении температуры свойства полупроводниковых материалов изменяются. Это приводит к изменению параметров полевого транзистора, в первую очередь, тока стока, крутизны и тока утечки затвора.

Зависимость изменения тока стока от температуры определяется двумя факторами: контактной разностью потенциалов p-n-перехода и изменением подвижности основных носителей заряда в канале. При повышении температуры контактная разность потенциалов уменьшается, ширина перехода также уменьшается, канал расширяется, сопротивление его падает, а ток стока увеличивается. Но повышение температуры приводит к уменьшению подвижности носителей заряда в канале и тока стока. Первое сказывается при малых токах стока, второе – при больших.

При определенных условиях действие этих факторов взаимно компенсируется, и ток полевого транзистора не зависит от температуры. На рис. 4.22 приведены стоко-затворные характеристики при различных температурах окружающей среды и указано положение термостабильной точки (ТСТ).

Для кремниевых транзисторов крутизна (S) с увеличе­нием температуры уменьшается. С повышением температуры увели­чивается собственная проводимость полупроводника, возрастает входной ток затвора (Iз) через переход и, следовательно, уменьшается Rвх. У полевых кремниевых транзисторов с p-n-переходом при комнатной температуре ток затвора порядка 1 нА. При увеличении температуры ток удваивается на каждые 10 °С. Хотя абсолютное изменение тока незначительно, его надо учитывать при больших сопротивлениях в цепи затвора. В этом случае изменение тока затвора может вызвать существенное изменение напряжения на затворе полевого транзистора и режима его работы.

Крутизна

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн
  • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
Объявления
  • Ответов 98
  • Создана 9 г
  • Последний ответ 9 г
Топ авторов темы

Igel 18 постов

mvkarp 21 постов

Stive 41 постов

J_Ohm 7 постов

Популярные посты
Stive

Послушайте, если вы не можете ответить, или считаете как то по своему, я не заставляю вас отвечать в этой теме, можете ее пропустить

mvkarp

mvkarp

Stive, авторы предлагают рассматривать каскад, а не просто биполярный транзистор. eu1sw уже пояснил про этот термин и его применение. Попробуем разобраться. Как известно, падение напряжения на пере

Igel

Фигассе трололоша. Этож где «крутизна», а где биполярный транзистор. Книгу что ли сзади читать начал? Или поперек?

Похожие публикации:

  1. 75 вт сколько люмен
  2. Pic16c711 04 p схема включения как работает
  3. В 1799 году алессандро вольта обнаружил что электрический ток
  4. Что делать чтобы металл не ржавел

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА

Ток насыщения Iс0 в цепи стока транзистора, включённого по схеме с общим истоком, при затворе накоротко замкнутым с истоком (т. е. при Uз.и=0) — характерен лишь для полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом.

Ток стока в рабочей точке можно определить по следующей формуле [2]:

где Uотс — напряжение отсечки.

Уравнение (1) является приближенным для характеристики передачи любого полевого транзистора (особенно с малыми напряжениями отсечки).

Напряжение отсечки Uотс — один из основных параметров, характеризующих полевой транзистор. При напряжении на затворе, численно равном напряжению отсечки, практически полностью перекрывается канал полевого транзистора, и ток стока при этом стремится к нулю.

Измерение истинного значения напряжения отсечки (при полном перекрытии канала) произвести довольно трудно, так как при этом приходится иметь дело с чрезвычайно малыми токами стока, к тому же зависящими от сопротивления изоляции. В справочных данных на полевые транзисторы всегда указывается, при каком значении тока стока произведены измерения напряжения отсечки. Так, например, для транзисторов КП102 напряжения Uотс получены при токе стока 20 мкА, а у транзистора КП103 — при токе стока 10 мкА.

Крутизна проходной характеристики. Входное сопротивление полевых транзисторов со стороны управляющего электрода составляет 10 7 -10 9 Ом для транзисторов с p-n-переходом. Так как входные токи полевых транзисторов чрезвычайно малы, то управление током в выходной цепи осуществляется входным напряжением. Поэтому усилительные свойства полевого транзистора, как и электронных ламп, целесообразно характеризовать крутизной проходной характеристики.

Крутизна полевых транзисторов

Максимальное значение крутизны характеристики Sмакс достигается при Uз.и=0. При этом численное значение Sмакс равно проводимости канала полевого транзистора при нулевых смещениях на его электродах.

Крутизна характеристики полевых транзисторов на 1-2 порядка меньше, чем у биполярных транзисторов, поэтому при малых сопротивлениях нагрузки коэффициент усиления каскада на полевом транзисторе меньше коэффициента усиления аналогичного каскада на биполярном транзисторе.

В большинстве случаев крутизну характеристики полевых транзисторов считают частотно-независимым параметром. Поэтому быстродействие электронных схем на полевых транзисторах ограничено в основном паразитными параметрами схемы.

Выражение для крутизны характеристики в рабочей точке ПТ получим, используя (1):

где Uз.и — напряжение затвор-исток, при котором вычисляется S;

Соотношение (3) позволяет по двум известным параметрам рассчитать третий.

Пробивное напряжение. Механизм пробоя полевого транзистора можно объяснить возникновением лавинного процесса в переходе затвор — канал. Обратное напряжение диода затвор — канал изменяется вдоль длины затвора, достигая максимального значения у стокового конца канала. Именно здесь происходит пробой полевого транзистора. Если выводы стока и истока поменять местами, то пробивное напряжение почти не изменится. Например, у транзистора КП102 пробой наступает при суммарном напряжении между затвором и стоком, равном 30 В. Это напряжение является минимальным; фактически напряжение пробоя составляет в среднем около 55 В, а у отдельных экземпляров достигает 120 В [7].

Пробой не приводит к выходу из строя ПТ с управляющим р-n-переходом, если при этом рассеиваемая мощность не превышает допустимой. После пробоя в нормальном рабочем режиме эти транзисторы восстанавливают свою работоспособность. Это свойство транзисторов с p-n-переходом даёт им известное преимущество перед МОП-транзисторами, у которых пробой однозначно приводит к выходу прибора из строя.

Однако необходимо оговориться, что и для ПТ с р-n-переходом пробой не всегда безвреден. Степень его влияния на параметры транзистора определяется значением и продолжительностью действия тока, протекающего при этом через затвор. Так, в результате пробоя может увеличиться ток утечки затвора в нормальном режиме [7].

Динамическое сопротивление канала rк определяется выражением

Это сопротивление при Uс.и = 0 и произвольном смещении Uз.и можно выразить через параметры транзистора [2]:

При малом напряжении сток-исток вблизи начала координат ПТ ведёт себя как переменное омическое сопротивление, зависящее от напряжения на затворе. Это остаётся справедливым даже в случае изменения полярности напряжения стока (см. рис. 4); необходимо только, чтобы напряжение на затворе было больше, чем на стоке [5].

Зависимости сопротивления канала ПТ от напряжения на затворе

Минимальное значение сопротивления канала rк0 наблюдается при Uз.и = 0: при увеличении обратного напряжения на затворе сопротивление канала нелинейно увеличивается (см. рис. 10). Значение rк0 определяется по стоковой характеристике транзистора как тангенс угла наклона касательной к кривой Iс=f(Uс) при Uз.и = 0 в точке Uс.и=0.

Для приближенных расчётов имеет место простое соотношение

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *