Главная  Журналы 

0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

связано с распространением ОПЗ по направлению к стоковому контакту и частично с увеличением электрического поля в канале. За счет расширения области смыкания в сторону истока

Ненасыщенный режим

j Vcs-0


Рис. 2. Идеализированные стоковые характеристики полевого транзистора с управляющим р-п-переходом (а) и типичные характеристики реального ПТУП с каналом п-типа (б)

ТОК стока возрастает так, как если бы длина затворов уменьшалась, а толщина канала оставалась постоянной. Это явление, называемое эффектом укорочения канала, определяет конечную величину сопротивления канала при увеличении Vns (см. гл.З).



Рассмотрим влияние напряжения затвора на характеристики прибора. Пусть 138<Уро, а Vgs=0. Этот случай соответствует ненасыщенному режиму работы (рис. 2,а). При увеличении обратного смещения на затворе толщина канала уменьшается, ток стока падает, и при Vgs=Vds+Vpo, где Vgs<0 и Vpo<0, наступает режим насыщения. Таким образом, с ростом \Vgs\ значение Vns, соответствующее началу насыщения, уменьшается. С дальнейшим возрастанием Vcs I ток стока становится равным нулю при Vgs=Vpo. При этом канал полностью перекрыт и представляет собой сплошную обедненную область.

Сток


о Исток

Рис. 3. Низкочастотная эквивалентная схема трехэлектродного ПТУП для малого сигнала

Низкочастотная эквивалентная схема ПТУП для малых сит-налов приведена на рис. 3 [4], где rg и ras - дифференциальные сопротивления затвора и стока соответственно, gm= =dIn/dVGs - крутизна передаточной характеристики.

Для типичных маломощных кремниевых приборов в режиме насыщения rglO Ом, rds~30 кОм, gm~2 мА/В. Путем увеличения рабочей площади транзистора крутизна может быть повышена до 100 мА/В, а допустимая мощность рассеяния до 10 и более ватт; однако при этом величины tg и гцв уменьшаются, а входная емкость возрастает.

Стоковые характеристики ПТУП с достаточной степенью точности могут быть аппроксимированы выражением [17]:

/о = /до11

Vpol

(1-1)

где /до -ток стока при Уо8=0; «--константа, лежащая в пределах 1,5-2,5; штрихом здесь и далее обозначаются величины параметров для режима насыщения.



Дифференцирование (l-I) дает выражение для крутизны передаточной характеристики:

ves - Уро

Максимальная крутизна, которую можно получить, не смещая управляющий переход в прямом направлении, будет соответствовать Vgs=0. Обозначая это значение крутизны через gmo, из (1-2) получаем

gmo « -

(1-3)

Поскольку n«2, а минимальная величина Уро, получаемая на практике 1 В, то максимально достижимое значение

Затвор

-Cgrs

STmgrs \ 1+jcot

Исток s

Сток

Рис. 4. Приближенная высокочастотная эквивалентная схема ПТУП

gmo/Im составляет 2 В-*. Отношение gmo/1во является удобным параметром, характеризующим качество работы прибора на низких частотах.

Преимуществами ПТУП по сравнению с биполярными транзисторами являются не только его высокое входное сопротивление, но и более низкий коэффициент шума, а также возможность подбора смешения, обеспечивающего нулевой температурный коэффициент тока стока (см. гл. 3). -

Важными параметрами ПТУП являются его высокочастотные и переключающие свойства. Поскольку ПТУП представляет собой прибор, работающий на основных носителях, для него отсутствуют эффекты накопления заряда, свойственные биполярным транзисторам.

При рассмотрении высокочастотных свойств ПТУП его удобно представить как прибор, управляемый.зарядом, так как для изменения тока стока необходимо изменить полный заряд





0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99