Вах транзистора с p-n затвором.

65. Входные характеристики.

В схеме с общим истоком это зависимость I_с = f (U_си)|_{Uзи = const} при U_зи = 0 канал имеет постоянную начальную толщину 2y₀ и сопротивление R_ко. При подаче на сток положительного напряжения вдоль канала появится падение напряжения U_x под его действием p – n переходы расширяются, чем ближе к стоку, тем уже канал. При повышении напряжения U_си выходной ток I_с возрастает, но при этом уменьшается толщина канала по всей длине и увеличивается сопротивление канала. Поэтому эта зависимость нелинейная

Рис. 5.3

Когда напряжение стока достигает напряжения насыщения, канал в области стока перекрывается, и дальнейший рост тока стока прекращается.

При чрезмерном увеличении U_си наступает пробой p-n перехода, так в цепи сток-затвор лавинообразно растёт. Пробой происходит в области стока, где разность потенциалов максимальна. Если на затвор подано обратное напряжение U_зи (отрицательное для транзистора с n – каналом), то перекрытие канала наступит при меньшем напряжении стока. И выходные характеристики.

Передаточные (стоко-затворные) характеристики.

В схеме с общим соком передаточные характеристики это зависимость I_с = f (U_зи)|_{Uси = const}. Ток максимален при U_зи = 0, когда толщина канала максимальна. При подаче обратного напряжения на затвор p-n переход расширяется, и ширина канала уменьшается. Сопротивление растёт, ток уменьшается. Когда напряжение на затворе равно напряжению отсечки, ток уменьшается до минимального значения, которое определяется неосновными носителями заряда. Это неуправляемый ток. Порядок этой величины при нормальной температуре – единицы-десятки наноампер, при повышенной – единицы микроампер.

Стокозатворная ВАХ в режиме насыщения аппроксимируется зависимостью

(5.13)

I _cmax измеряют при U_зи = 0, а для нахождения U_отс измеряют U^*_зи при некотором I_c = (I_cmax)/4. Тогда U_отс = 2U^*_зи. Такой способ измерения U_отс точнее чем по определению по отсутствию тока.

Входные характиристики.

Это зависимость I_з = f (U_зи)|_{Uси = const}. Они определяются свойствами p-n переходаи описываются выражением

I_з = I₀(expæU_зи-1) (5.14)

В отличие от полупроводникового диода на ток экстракции I₀ влияет ударная ионизация носителей заряда в перекрытой части канала. Практически I_з = I_o. При прямом смещении транзисторы с p-n затвором не используются.

Влияние температуры на ВАХ полевого транзистора.

Температурная зависимость тока стока определяется влиянием температуры на подвижность носителей в каналы и влиянием температуры на контактную разность потенциалов.

С ростом температуры подвижность носителей зарядов падает, что приводит к увеличению сопротивления и уменьшению тока. Контактная разность потенциалов с ростом температуры уменьшается, что приводит к расширению канала, т.е. увеличению тока стока.

Температурный коэффициент тока:

(5.15)

Первое слагаемое - это влияние температуры на φ_к, второе – на подвижность носителей заряда. Обычно m ≈ 2, из этого выражения видно, что существует ток стока, при котором TKI = 0. Если (5.15) приравнять к нулю:

(5.16)

Температурные коэффициенты у полевых транзисторов невелики и не превышают десятой доли % на градус Кельвина. С ростом температуры ток стока убывает.