Характеристики и параметры

Кратко охарактеризуем различные схемы включения полевого транзистора и рассмотрим его характеристики и параметры.

 

Схемы включения транзистора. Для полевого транзистора,как и для биполярного, выделяют три схемы включения. Для полевого транзистора это схемы с общим затвором (ОЗ), общим истоком (ОИ) и общим стоком (ОС). Наиболее часто используются схемы с общим истоком.

Для понимания особенностей работы некоторого электронного устройства очень полезно уметь относить конкретное решение к той или иной схеме включения (если схема такова, что это в принципе возможно).

Моделирующие программы при замене транзистора математической моделью никак не учитывают способ включения транзистора. Важно понять, что если даже на стадии разработки математической модели имеет место ориентация на конкретную схему включения, то на стадии использования эта модель должна правильно моделировать транзистор во всех самых различных ситуациях/

При объяснении влияния напряжения и_ис на ширину р-n-перехода фактически использовалась схема с общим истоком (см. рис. 1.87). Рассмотрим характеристики, соответствующие этой схеме (что общепринято).

Так как в рабочем режиме i_з=0, i_и » i_с, входными харак­теристиками обычно не пользуются. Например, для транзистора КП103Л, подробно рассматриваемого ниже, для тока утечки затвора I_З.УТ при t<85°С выполняется условие I_З.УТ £ 2 мкА.

Изобразим схему с общим истоком (рис. 1.89).

Выходные (стоковые) характеристики. Выходной характеристикой называют зависимость вида

 

где f — некоторая функция.

 

Изобразим выходные характеристики для кремниевого транзистора типа КП103Л с р-n-переходом и каналом р-типа (рис. 1.90).

Обратимся к характеристике, соответствующей условию u_зи=0. В так называемой линейной области (и_ис < 4 В) характеристика почти линейна (все характеристики этой

области представляют собой почти прямые линии, веерообразно выходящие из начала координат). Она определяется сопротивлением канала. Транзистор, работающий в линейной области, можно использовать в качестве линейного управляемого сопротивления.

При и_ис » 3 В канал в области стока перекрывается. Дальнейшее увеличение напряжения приводит к очень незначительному росту тока i_с, так как с увеличением напряжения область, в которой канал перекрыт (характеризующаяся очень большим удельным сопротивлением), расширяется. При этом сопротивление на постоянном токе промежутка исток-сток увеличивается, а ток i_c практически не изменяется.

Ток стока в области насыщения при и_зи = 0 и при заданном напряжении и_ис называют начальным током стока и обозначают через I_{с нач}. Для рассматриваемых характеристик I_{с нач} = 5 мА при u_ис=10B. Для транзистора типа КП103Л минимальное значение тока I_{с нач} равно 1,8 мА, а максимальное — 6,6 мА. При и_ис > 22 В возникает пробой р-п-перехода и начинается быстрый рост тока.

Теперь кратко опишем работу транзистора при различных напряжениях и_зи Чем больше заданное напряжение и_зи, тем тоньше канал до подачи напряжения и_ис и тем ниже располагается характеристика.

Как легко заметить, в области стока напряжение на p-n-переходе равно сумме и_зи+и_ис. Поэтому чем больше напряжение и_зи, тем, меньше напряжение и_ис, соответствующее началу пробоя.

Когда и_зи = 3 В, канал оказывается перекрыт областью р-п-перехода уже до подачи напряжения и_ис. При этом до пробоя выполняется условие i_с » 0. Таким образом, U_{зи omc} »ЗВ.

Для рассматриваемого типа транзистора минимальное напряжение отсечки +2 В, а максимальное +5 В. Эти ве­личины соответствуют условию i_с » 10 мкА. Это так назы­ваемый остаточный ток стока, который обозначают черезI_{с ост.}

Полевой транзистор характеризуется следующими предельными параметрами (смысл которых понятен из обозначений): U_{ис макс}, U_{зс макс ,} P_макс

Для транзистора КП103Л U_{ис макс} =10 В, U_{зс макс} =15 В, P_макс =120 мВт (все при t = 85^oС).