
Крутизна характеристики:
(5.10а)
Она определяет влияние изменения напряжения на затворе на изменение тока стока. Числовое значение крутизны зависит от напряжения на затворе. С увеличением Uзи ток стока и крутизна уменьшаются. Беря производную от (5.9), находим значение крутизны в области насыщения:
(5.10б)
Вводя обозначение
,
получаем
(5.11)
Знак минус в определении крутизны обусловлен тем, что под Uзи понимается абсолютная величина. Заметим, что крутизна при нулевом напряжении на затворе (Uзи=0) равна максимальной проводимости канала, т.е.
(5.12)
Выходное сопротивление
(5.13)
Согласно выражению
(5.9) стоковый ток в области насыщения не
зависит от напряжения сток-исток и
должно быть равно бесконечности. Однако
реальные стоковые характеристики имеют
положительный наклон, что обусловлено
модуляцией длины канала: с ростом Uси
длина канала L уменьшается, уменьшается
сопротивление канала Rk0,
и ток стока несколько возрастает. Поэтому
имеет конечную величину. Например,
значение выходного сопротивления
маломощных полевых транзисторов обычно
лежит в пределах 10 – 100кОм.
3) коэффициент усиления:
.
(5.14)
Параметры
,
и
связаны между собой соотношением
.
Цепь затвора характеризуется входным сопротивлением транзистора:
(5.15)
В качестве параметров указывают напряжение отсечки Uзиотс; ток насыщения стока при короткозамкнутом истоке и затворе (Uзи=0); емкости: затвор – сток Сзс, затвор – исток Сзи, сток – исток Сси, подложка - исток Спи, граничную частоту
,
(5.16а)
где
-
постоянная времени цепи затвора.
Емкость затвора определяется как
(5.16б)
Из–за довольно высокой емкости затвора и низкой крутизны вольт-амперной характеристики кремниевые полевые транзисторы с управляющим p-n переходом имеют невысокую предельную частоту и применяются в основном для усиления сигналов в области низких и средних частот. Это объясняется невысокой подвижностью электронов в кремнии. Поэтому было предложено использовать новые полупроводниковые материалы с более высокой подвижностью электронов, в частности арсенид галлия (GaAs).
Чтобы сохранить
основные преимущества полевых транзисторов
(работа на основных носителях заряда)
и использовать новые более перспективные
материалы, была предложена другая
конструкция полевого транзистора –
полевой
транзистор с барьером Шоттки.
В настоящее время именно такую конструкцию
имеют СВЧ полевые транзисторы из GaAs. В
этих приборах с длиной канала 0,25 мкм
получена граничная частота
Устройство полевого транзистора с барьером Шоттки качественно похоже на устройство рассмотренного выше полевого транзистора с управляющим p-n переходом. Отличием является то, что в этом транзистоте затвором является контакт металл-полупроводник, а тонкий слой проводящего полупроводника с характерной концентрацией n≈ 3∙1017см-3 получен эпитаксиальным наращиванием на полуизолированную подложку, изготовленную из GaAs.
Подобно биполярным транзисторам, полевые транзисторы используют в трех основных схемах включения: с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) и общим затвором (ОЗ).Усилительный каскад по схеме ОИ аналогичен схеме ОЭ. Схема ОС подобна эмиттерному повторителю и называется истоковым повторителем. Схема ОЗ аналогична схеме ОБ. Схема не усиливает тока, поэтому коэффициент усиления по мощности во много раз меньше, чем в схеме ОИ. Эта схема имеет малое входное сопротивление, так как входным током является ток стока. Фаза напряжения при этом не инвертируется.