11.1.1 Статичні вхідні характеристики
Це
залежність
(рисунок 11.7).
Рисунок 11.7 – Вхідна (затворна) характеристика ПТУП
Вхідні
характеристики повністю визначаються
властивостями p-n
– переходу
ПТУП і тому являють собою ВАХ цього
переходу. Оскільки на струм
практично не впливає стокова напруга
,
то залежності
)
для різних значень
майже не відрізняються одна від одної
і подаються у вигляді однієї характеристики.
У довідниках вмикати керуючий перехід
ПТУП під пряму напругу, що перевищує
0.5 В, заборонено [6].
11.1.2 Статичні прохідні (стокозатворні) характеристики
Це
залежності
.
На рисунку 11.8 показані стокозатворні
характеристики польового транзистора
КП 103 М.
Рисунок 11.8 – Статичні прохідні характеристики ПТУП
Їх вигляд пояснюється розглянутим принципом роботи ПТУП. При збільшенні стокової напруги зростає струм стоку, і тому прохідна характеристика змішується вгору.
Стокозатворна характеристика може бути апроксимована формулою
,
(11.9)
де
- початковий струм стоку (при
=0).
При
напрузі відсічення
(у КП 103 М вона приблизно дорівнює 5 В)
струму стоку
0.
Точної рівності з нулем не буде, оскільки навіть при повному перекритті каналу через транзистор проходить зворотний струм p-n – переходу - струм .
11.1.3 Статичні вихідні (стокові) характеристики
Це
залежності
.
Вихідні характеристики польового транзистора КП 103 М показані на рисунку 11.9.
Рисунок 11.9 – Статичні вихідні характеристики ПТУП
Розглянемо
спочатку стокову характеристику, зняту
при
=0.
Якби опір каналу не залежав від струму,
що через нього проходить, залежність
була
б лінійною. Однак уже при невеликій
напрузі
на крутій ділянці характеристики
зростання
при збільшенні
сповільнюються, тому що канал поволі
зменшується за шириною внаслідок
зростання запірної щодо p-n
– переходу
напруги
.
При деякій напрузі на стоці
=
(напрузі
перекриття) канал змикається біля
стоку. З формули (11.8)
випливає, що
.
Подальший хід характеристики
відзначається, зміною крутої ділянки
на пологу, на якій зростання напруги
майже не приводить до зростання струму
.
Проте деяке зростання струму стоку на
пологій ділянці пояснюється наступним
чином. Після перекриття каналу біля
стоку подальше збільшення напруги
приводить до збільшення довжини
перекритої частини каналу і його опору.
Якби довжина перекритої частини каналу
лінійно залежала від напруги
,
то при зростанні напруги
збільшувався б пропорційно до останньої
опір каналу і струм через канал мав би
постійну величину. Але насправді довжина
перекритої частини каналу залежить
від напруги
так, як глибина проникнення запірного
шару до каналу
(рисунок 11.10).
Рисунок
11.10
– Змикання
каналу під дією струму стоку
Враховуючи (11.2), отримуємо
=
,
(11.10)
тобто
довжина зімкнутої (перекритої) частини
каналу і його опір пропорційні до
і збільшується при збільшенні
повільніше. Тому на пологій ділянці
при зростанні
струм
також дещо зростає. При дещо великій
напрузі
виникає пробій ділянки p-n
– переходу
між затвором і стоком (оскільки саме
між цими електродами максимальна
напруга).
Збільшуючи напругу на затворі стосовно нуля, спостерігають зміщення вихідних характеристик донизу, оскільки струм стоку при цьому, згідно з принципом дії ПТУП, зменшується. Напруга перекриття для кожної наступної характеристики також зменшується. Це пояснюють сумісною дією на p-n – перехід обох напруг - і , тобто за формулою (11.8)
.
(11.11)
Зрозуміло З формули (11.11), зрозуміло що при збільшенні повинна зменшуватися напруга перекриття . Пологі ділянки на сім’ї характеристик рисунку 11.9 зумовлені тими самими процесами, що і відповідна ділянка на характеристиці при =0.
Оскільки внаслідок принципу дії ПТУП напруга пробою між стоком і затвором
,
(11.12)
то при збільшенні напруги на затворі пробій відбудеться при меншій напрузі стоку, як це показано на вихідних характеристиках (рис. 11.9).
Круті ділянки вихідних характеристик називають омічними. Диференційний опір ПТУП на цих ділянках залежить від затворної напруги . Тому ці ділянки є робочими в режимі, коли ПТУП використовують як електронно-керований змінний резистор.
На пологих ділянках ПТУП працює як підсилювальний елемент.