8.8 Зависимость параметров полевого транзистора

от режима работы

1. Низкочастотные значения крутизны S и выходной проводимости g₂₂существенно зависят от режима работы.

Крутизна является линейной функцией напряжения на затворе и растет с увеличением тока стока (рисунки 8.10 и 8.11).

Рисунок 8.10

Выходная проводимость уменьшается с ростом обратного напряжения на затворе.

Кроме того, выходная проводимость существенно зависит от напряжения на стоке (рисунок 8.12).

Рисунок 8.11 Рисунок 8.12

Из рисунка 8.12 следует, что выходная проводимость резко начинает увеличиваться, начиная с некоторого Uси_1.

8.9 Влияние температуры окружающей среды на режим

работы полевого транзистора

Характеристики и параметры подвержены влиянию температуры. Изменение температуры приводит к изменению контактной разности потенциалов n-p перехода, подвижности носителей зарядов, что вызывает температурную нестабильность тока стока Iс, напряжения отсечки Uзиотс, порогового напряжения, крутизны и обратного тока затвора.

C одной стороны с повышением температуры, уменьшается тепловой потенциал ₀, глубина проникновения n-p переходов в пластину полупроводника p типа и сопротивление канала, что должно привести к увеличению тока стока.

С другой стороны, с уменьшением температуры уменьшается подвижность носителей (дырок в данном случае), что приводит к уменьшению тока стока.

Результирующее изменение тока стока может быть не положительным, а отрицательным.

В итоге возникают условия, при которых Iс не будет изменяться с изменением температуры.

Построим семейства характеристик прямой передачи полевого транзистора при различных температурах (рисунок 8.13).

Рисунок 8.13

Ток стока с увеличением температуры (Т) уменьшается, и температурный коэффициент тока стока оказывается отрицательным, что показано на рисунке 8.14.

Рисунок 8.14

Температурный коэффициент тока стока отрицателен, если Uзи<Uози, и положителен, если Uзи>Uози. При Uози=0 ток стока практически не зависит от температуры окружающей среды.

Точка на характеристике прямой передачи, соответствующая Uози называется термостабильной, ток в ней - термостабильным током. Режим термостабильного тока может использоваться в усилителях, но следует иметь в виду, что крутизна в этой точке мала и зависит от температуры.

Из этого не следует делать вывод о возможности получения температурной стабильности выходного тока транзистора, т.к. ток затвора, является током обратно смещенного n-p перехода, принципиально зависит от температуры, что приводит к нестабильности смещения затвора, и, следовательно, к нестабильности тока стока.

Напряжение теплового сдвига характеристик (рисунок 8.14) может быть вычислено по формуле:

,

где Uзиотс - напряжение отсечки; Uзи₁- смещение на затворе в данной рабочей точке;- изменение температуры.

Изменение тока затвора:

,

где Iзо - ток затвора при комнатной температуре (менее 2^.10^-8А); температурный коэффициент=0,13К^-1.

Для нормальной работы транзистора необходимо включение во входной цепи транзистора резистора утечки, обеспечивающего цепь для протекания тока затвора.

Чтобы изменение тока затвора не меняло заметно напряжение на затворе, максимальная величина сопротивления резистора утечки не должна превышать некоторой величины, которая оговаривается в справочнике.

Крутизна определяется по формуле .

Лекция №9

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

До настоящего времени рассматривались электронные приборы (ЭП), обладающие одним общим свойством: в рабочей области любой ВАХ производная всегда была положительной.

Что это значит с физической точки зрения? Дифференциальная проводимость, а, следовательно, и дифференциальное сопротивление этих ЭП положительное. То есть при увеличении напряжения возрастает и ток. В положительном сопротивлении всегда потребляется мощность.

Однако, среди современных ЭП есть группа приборов, ВАХ которых имеет участки с отрицательным (отрицательные дифференциальное сопротивление и проводимость). На таких участках увеличение приращения напряжения приводит к уменьшению приращения тока.

Формально можно считать, что в приборах с отрицательным дифференциальным сопротивлением мощность на переменном токе не потребляется, а выделяется. Однако это совсем не означает, что такой ЭП сам по себе является источником энергии. Поскольку для появления отрицательной ВАХ необходим внешний источник питания, который является действительным источником, а ЭП в данном случае играет роль преобразователя (посредника в преобразовании энергии).

Далее рассмотрим наиболее известные ЭП с отрицательным дифференциальным сопротивлением.