Основные параметры мдп-транзисторов
Параметры МДП-транзисторов аналогичны параметрам полевых транзисторов с р-n-переходом.
Входное сопротивление МДП-транзисторов составляет rвх =1012…1014 Ом.
Схемы включения полевых транзисторов
Полевые транзисторы также как и биполярные могут быть использованы в качестве управляющих элементов в различных усилительных цепях. По названию того электрода транзистора, который используется как общая точка для напряжений входного и выходного сигналов, различают три основные схемы усилителей на полевых транзисторах: с общим истоком (ОИ),с общим стоком (ОС) и с общим затвором (ОЗ).
Рисунок 0.6
Схема включения полевого транзистора с общим истоком (рисунок 9.6, а) является аналогом схемы с общим эмиттером для биполярного транзистора. Такое включение весьма распространено в силу возможности давать значительное усиление по напряжению. Входное сопротивление непосредственно перехода затвор-исток достигает сотен мегаом.
Схема включения полевого транзистора с общим стоком (истоковый повторитель, рисунок 9.6, б) является аналогом схемы с общим коллектором для биполярного транзистора. Такое включение используется в согласующих каскадах, где выходное напряжение должно находиться в фазе с входным.
Схема с общим затвором (рисунок 9.6, в) аналогична схеме с общей базой у биполярных транзисторов.
Полевой транзистор, так же как и биполярный транзистор, можно представить в виде линейного четырехполюсника. Наличие большого входного сопротивления у полевых транзисторов позволяет ввести описание с помощью Y-параметров. За независимые переменные принимаются входной ток I1 и выходной ток I2 , а за зависимые - входное напряжениеU1 и выходное напряжение U2.
I1 Y11U1 Y12U2
I2 Y21U1 Y22U2
Для схемы с ОИ в качестве независимых переменных принимают Uзи и Uси, а зависимые величины – Iз, Ic, тогда транзистор описывается следующей системой уравнений:
Откуда Y-параметры для схем с ОИ будут определяться следующим образом:
Таблица 9.1
Параметр |
Формула |
Единицы измерения |
Физический смысл |
Y11 |
|
См |
Входная проводимость |
Y12 |
|
См |
Проводимость обратной связи |
Y21(S) |
|
См |
Проводимость прямой передачи (крутизна характеристики), определяет наклон данной характеристики в любой точке |
Y22 |
|
См |
Выходная проводимость. На практике часто используют обратную величину. |
В настоящее время полевые транзисторы вытесняют биполярные в ряде применений:
Управляющая цепь полевых транзисторов потребляет ничтожную энергию, т.к. входное сопротивление этих приборов очень велико (единицы и десятки ГОм и более). Обычно такие усилители используются как первые каскады предварительных усилителей, усилителей постоянного тока измерительной и другой радиоэлектронной аппаратуры.
Как правило, усиление мощности в МДП- транзисторах больше, чем в биполярных, поскольку коэффициент передачи по току полевых транзисторов стремится к бесконечности.
Управляющая цепь изолирована от выходной цепи, поэтому значительно повышаются надежность работы и помехоустойчивость схем на МДП-транзисторах.
МДП-транзисторы имеют низкий уровень собственных шумов, что связано с отсутствием инжекции носителей заряда.
Полевые транзисторы обладают более высоким быстродействием, т.к. в них нет инерционных процессов накопления и рассасывания носителей заряда.
Полевые транзисторы также имеют ряд недостатков:
На частотах выше 1,5 ГГц, потребление энергии у МДП-транзисторов начинает возрастать по экспоненте, что ограничивает их использование на сверхвысоких частотах.
Структура полевых транзисторов начинает разрушаться при меньшей температуре (150°С), чем структура биполярных транзисторов (200°С).
Полевые транзисторы чувствительны к статическому электричеству. Поскольку изоляционный слой диэлектрика на затворе чрезвычайно тонкий, иногда даже относительно невысокого напряжения бывает достаточно, чтоб его разрушить.