Универсальная модель.

Опишем с некоторыми несущественными упрощениями модель, использующуюся в пакете программ Micro-Cap II.

Приведем эквивалентную схему транзистора (рис. 1.94), где обозначено:

· r_и и r_с — соответственно объемные сопротивления истока и стока (это малые величины);

· i_y — источник тока, управляемый напряжениями.

 

Приведем выражения, описывающие управляемый источник и полученные та основе анализа физических процессов:

 

 

 

 

для области отсечки

 

для линейной области

 

при 0< и_ис< U_{зи omc} – и_зи,

где b — так называемая удельная крутизна;

для области насыщения

при U_{зи отс} - и_зи £ и_ис

Продифференцируем последнее выражение по и_зи:

 

Отсюда следует, что при U_{зи отс} — и_зи =1В b = S, что и объясняет название — удельная крутизна (но следует учи­тывать, что размерность (5 — А/В² или мА/В²).

В соответствии с приведенными выражениями точки выходных характеристик, соответствующие началу режи­ма насыщения, должны лежать на параболе, которая опи­сывается следующим образом. На границе режима насы­щения выполняется условие: U_{зи отс} — u_зи = u_зи . Из выражений для тока i_y как в линейной области, так и в области насы­щения получим:

Дадим графическую иллюстрацию (рис. 1.95).

 

 

 

Для реальных транзисторов такое разграничение ли­нейной области и области насыщения имеет место не все­гда (отрицательный пример — транзистор КП103Л).

С учетом сделанного замечания транзистор КП103Л в первом приближении можно описать приведенными вы­ражениями при b » 1,1 мА/В².

 

Упрощенная эквивалентная схема для переменных со­ставляющих сигналов. Для учебных целей, а также имея в виду простые приближенные расчеты, рассмотрим экви­валентную схему, которую можно использовать, если из­вестно, что транзистор работает в режиме насыщения (которому соответствует область насыщения), и если ам­плитуда и частота сигнала достаточно малы (рис. 1.96). Знаком «~» отмечено, что используются переменные со­ставляющие сигналов.

 

 

Знак «минус» в выражении — S*и_зи- отражает тот факт, что при увеличении напряжения между затвором и исто­ком ток стока уменьшается.