Полевого транзистора с p-n затвором

СТАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

К числу статических параметров ПТУП относятся:

- напряжение отсечки U_{ЗИ ОТС};

- максимальный ток стока в режиме насыщения I_{С НАС}^max;

- напряжение пробоя управляющего p-n перехода;

- обратный ток насыщения управляющего p-n перехода.

МАЛОСИГНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Ток стока ПТУП зависит от двух переменных – напряжения затвора и напряжения стока

I_С=I_С(U_ЗИ,U_СИ) (1)

Выражение для малого приращения тока стока можно записать в виде

dI_С = . (2)

Здесь и далее будем полагать, что изменение питающих напряжений происходит достаточно медленно, и транзистор работает в квазистатическом режиме.

Частные производные в (2) представляют собой малосигнальные параметры ПТ. Они используются для характеристики ПТ в режиме усиления малого сигнала низкой частоты и, следовательно, вычисляются для рабочей точки на пологом участке выходной ВАХ. Их обозначают следующим образом:

S = (3)

- проводимость прямой передачи или крутизна транзистора;

G = (4)

- выходная проводимость транзистора. Величину, обратную выходной проводимости, называют выходным дифференциальным сопротивлением R_{СИ ДИФ} или внутренним сопротивлением транзистора

R_{СИ ДИФ} = 1/ G . (5)

Крутизна характеризует управляющие действия затвора и численно равна величине изменения тока стока при изменении напряжения на затворе на 1 В. При изготовлении ПТ стремится получить возможно большие значения крутизны.

Выходная проводимость и выходное дифференциальное сопротивление характеризуют влияние напряжения U_СИ на ток стока.

Усилительные свойства ПТ характеризуют коэффициентом усиления

M = - (6)

(режим холостого хода по переменной составляющей в выходной цепи). Из (2) с учетом определений (3) – (5) следует

M = S∙R_{СИ ДИФ} (7)

С достаточной для практики точностью низкочастотные малосигнальные параметры можно определить графоаналитически по статическим характеристикам ПТУП (рис.7), используя приближенные соотношения

(8)

(9)

Из рис.7^а видно, что крутизна сток-затворной характеристики ПТУП уменьшается при увеличении обратного напряжения на затворе.

Для инженерного анализа режима малого сигнала широко применяются малосигнальные эквивалентные схемы ПТУП, представленные на рис.8. Обе эквивалентные схемы отражают активный характер работы транзистора посредством генератора тока, управляемого напряжением на выходе.

Типовые значения параметров малосигнальной эквивалентной схемы ПТУП

S ~ 0,3 ÷ 3 мА/В

R_{СИ ДИФ} ~ 0,1 ÷ 1 Мом

C ~ 0,2 ÷ 10 пФ

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом используют преимущественно в усилительном режиме. Важными достоинствами ПТУП являются:

- простота изготовления;

- малый уровень собственных шумов;

- высокая стабильность параметров во времени;

- высокая радиационная стойкость;

- сохранение работоспособности при очень низких температурах.

Емкости полевого транзистора, а также конечная скорость дрейфа носителей заряда в канале определяют его инерционные свойства. Но ПТУП являются униполярными приборами и не чувствительны к эффектам накопления и рассасывания неосновных носителей. Следствием этого являются достаточно высокие граничные частоты и большие скорости переключения.