1.3 Параметры модели Шихмана-Ходжеса

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом на постоянном токе удовлетворительно описываются четырёхпараметрической статической математической моделью Шихмана-Ходжеса, устанавливающей связь выходного стокового тока транзистора с напряжениями затвор-истоки сток-исток[1].

Выходная вольтамперная характеристика (ВАХ) полевого транзистора состоит из двух участков А) и В), соответствующих двум режимам работы транзистора:

если ; (1)

если . (2)

Семейство выходных характеристик полевого транзистора для ПТУП показано на рис.2. Первый участок – участок и соответствующий ему режим называют триодным, второй участок - участок и соответствующий режим называютучастком (режимом) насыщения или пологим участком. Параметрами модели являются . Теория предсказывает что, но в реальных транзисторах параметрn может быть отличным от 2. Параметр естьнапряжение отсечки для ПТУП. Параметр совместно с параметромопределяет выходное сопротивление транзистора в режиме насыщения. Определять параметры статической математической модели Шихмана-Ходжеса можно по выходным ВАХ, а можно и по производным от них. При нахождении этих параметров на пологой части ВАХ с низкой точностью определяется величина параметра. Семейство выходных характеристик полевого транзистора для ПТУП показано на рис.2. Это семейство обычно ограничено сверху (по максимальному значению тока стока) начальным током, т.е. током стока, при. Хотя этот параметр часто приводится заводом изготовителем в технических условиях, но т.к. этот параметр зависит от величины напряжения между стоком и истоком, то его вхождение в математическую модель транзистора нежелательно.

Рис.2. Выходные ВАХ полевого транзистора (ПТУП)

1.4 Паспортные параметры птуп и способы идентификации параметров математических моделей

В паспортах на полевые транзисторы с управляющим переходом характерные параметры ПТУП приводятся при использовании особо оговоренных действующих напряжениях между электродами и токах:

• - напряжение отсечки (), которое указывается при определенном напряжении между стоком и истоком и величине тока стока;

• - начальный ток стока, который указывается при определенном напряжении между стоком и истоком, при коротком замыкании затвора с истоком (напряжение между затвором и истоком при этом равно нулю);

• -ток утечки затвора (при коротком замыкании стока с истоком), который указывается при определенном напряжении между истоком и затвором;

• - сопротивление сток-исток в открытом состоянии (или выходная проводимость), которое указывается при определенном малом напряжении между стоком и истоком, обычно меньше, чем 0,5 В, и коротком замыкании затвора с истоком..

• Для частичного описания функционирования ПТУП на высоких частотах указываются две емкости p-n переходов: затвор-исток и затвор-сток.

Идентификация параметров статической математической модели ПТУП производится на основе экспериментальных данных. При этом возможны два подхода – один основан на поиске решений систем уравнений, получаемых из функциональных зависимостей (1) и (2). Второй подход, реализуемый часто при производстве транзисторов, требует установления определенных граничных значений напряжений и токов и с их помощью произвести получение параметров математических моделей. В данной лабораторной работе необходимо пользоваться первым подходом.