1.3.7. Влияние температуры на характеристики пт
Параметры и характеристики ПТ как и любого другого полупроводникового прибора зависят от температуры. Однако влияние температуры проявляется по разному у ПТ с p-n переходом и МДП ПТ.
У ПТ с p-n-переходом с ростом температуры уменьшается контактная разность потенциалов, что способствует увеличению тока стока. Одновременно с повышением температуры уменьшается подвижность носителей в канале, что способствует уменьшению тока стока. При определенном напряжении затвор-исток влияние изменения контактной разности потенциалов и изменения подвижности носителей в канале на ток стока оказывается одинаковым. В этом случае у ПТ с p-n-переходом наблюдается точка температурной стабильности тока стока. Сказанное поясняется с помощью кривых, приведенных на рисунке 1.7. Ориентировочно положение точки температурной стабильности тока стока по характеристике передачи ПТ в пологой области, можно найти, используя соотношение:
UЗТ = [U0-(0,5 ÷ 0,8)] В,
где UЗТ – напряжение затвор-исток в точке температурной стабильности тока стока.
Рис. 1.7. Передаточные характеристики полевого транзистора с p-n переходом при разных температурах.
Из приведенного выражения следует, что у ПТ с p-n переходом, имеющих напряжение отсечки 0,5 ÷ 0,8 В, от температуры не будет зависеть максимальный ток стока. Эту особенность целесообразно использовать при разработках малосигнальных усилителей на ПТ. Однако при этом необходимо помнить, что в точке температурной стабильности тока стока не гарантируется температурная стабильность крутизны.
У транзисторов со структурой МДП p-n-переход подложка-канал оказывает меньшее управляющее действие на ток стока. Под действием температуры изменяется напряжение затвор-исток, изменяется подвижность носителей в канале и концентрация носителей за счет ионизации поверхностных уровней. Эти явления так же, как и у ПТ с p-n-переходом, обуславливают при определенном режиме работы появление точки температурной стабильности тока стока у МДП ПТ.
Типовые зависимости тока стока и крутизны от температуры МДП ПТ типа КП305 приведены на рисунке 1.8.
Рис. 1.8. Типовые зависимости тока стока и крутизны от температуры
МДП ПТ типа КП305
С ростом температуры у ПТ с p-n-переходом возрастает обратный входной ток. У кремниевых ПТ с p-n-переходом ток увеличивается примерно в два раза при нагревании на 10°C. Это приводит к существенному уменьшению входного сопротивления ПТ с p-n-переходом при повышении температуры. При отрицательных температурах токи затвора малы и практически не меняются. Это объясняется наличием линейного сопротивления утечки между затвором и корпусом прибора. МДП ПТ имеют, обычно, существенно меньшие токи утечки, что обусловлено наличием между затвором и каналом слоя диэлектрика.
Типовые зависимости токов затвора от температуры окружающей среды для ПТ с p-n-переходом типа КП103 и МДП ПТ типа КП305 приведены на рисунке 1.9.
Рис. 1.9. Типовые зависимости токов затвора от температуры окружающей среды для ПТ с p-n-переходом типа КП103 и МДП ПТ типа КП305