Параметры полевых транзисторов с р-п переходом

Основные параметры полевого транзистора следующие: кру­тизна стоко-затворной характеристики, коэффициент усиления, внутреннее сопротивление, входное сопротивление, ток и напря­жение насыщения при нулевом напряжении на затворе, напря­жение отсечки, а также параметры предельных режимов: мак­симально допустимый ток стока Iсмакc при Uзи == 0, максимально допустимое напряжение сток—исток Uсимакс, максимально до­пустимое напряжение затвор—исток Uзимакс, максимально до­пустимая рассеиваемая мощность Рмакс, диапазон рабочей темпе­ратуры.

Статическая крутизна характеристики S показывает влияние напряжения затвора на выходной ток транзистора и определя­ется как отношение приращения тока стока к вызвавшему его малому приращению напряжения затвор — исток при постоянном напряжении сток — исток:

S == DIc/DUзи при Uси == const

Крутизна определяет наклон стоко-затворной характеристики; по величине крутизны оценивают управляющее действие затвора. Численное значение крутизны можно найти по стоко-затворной характеристике, взяв для данной точки малое приращение напря­жения DUзи и соответствующее ему приращение тока DIс (см. рис. 1,6). Наибольшее значение имеет крутизна харак­теристики в точке на оси тока при

Uзи == 0. С увеличением Uзи крутизна уменьшается. Примерная величина этого параметра S=0,1—8 мА/В.

Внутреннее (дифференциальное) сопротивление Ri показы­вает влияние напряжения сток — исток на выходной ток тран­зистора. Оно определяется по наклону стоковой характеристики на участке насыщения как отношение приращения напряжения сток — исток к вызываемому им малому приращению тока стока при постоянном напряжении затвор—исток (см. рис. 1, а):

Ri = DUси/DIc при Uзи = const.

Чем больше Ri, тем более полого идет характеристика в об­ласти насыщения. Внутреннее сопротивление полевых транзисто­ров составляет десятки и сотни килоом и более. Оно определяет выходное сопротивление Rвых.

Входное сопротивление Rвх полевого транзистора очень ве­лико; оно определяется обратным сопротивлением р-п перехода и составляет 10⁸—10⁹ Ом. Большое входное сопротивление явля­ется преимуществом полевых транзисторов перед биполярными. Преимуществом является также малый собственный шум.

Усилительные свойства полевых транзисторов характеризуют­ся статическим коэффициентом усиления напряжения и, который может быть найден как произведение крутизны на внутреннее сопротивление: m = SRi.

Коэффициент усиления показывает, во сколько раз изменение напряжения затвор — исток сильнее влияет на ток стока, чем такое же изменение напряжения сток — исток. Его можно опре­делить как отношение приращения напряжения сток — исток к приращению напряжения затвор — исток при неизменном токе:

m = DUси/Uзи при Iс = const

Мдп транзисторы

Металл-Диэлектрик-Полупроводник /МДП/. В качестве диэлектрической прослойки между металлом и полупроводником часто используют слой оксида (или диэлектрика), например диоксид кремния. Такие структуры носят название МОП-структур. Металлический электрод обычно наносят на диэлектрик вакуумным распылением. Этот электрод называется затвором.

Значение тока насыщения зависит от напряжения на затворе: чем выше, тем шире канал и тем больше ток насыщения. Это типично транзисторный эффект - напряжением на затворе (во входной цепи) можно управлять током стока (током в выходной цепи). Характерной особенностью МДП-транзисторов является то, что его входом служит конденсатор, образованный металлическим затвором, изолированным от полупроводника. В рассматриваемом транзисторе используется эффект поля, поэтому такие транзисторы называются ПОЛЕВЫМИ. В отличии от транзисторов типа p-n-p или n-p-n, в которых происходит инжекция неосновных носителей тока в базовую область, в полевых транзисторах ток переносится только основными носителями. Поэтому такие транзисторы называются также УНИПОЛЯРНЫМИ.

Канал в них сохраняется даже при подаче на затвор некоторого отрицательного смещения. В отличие от них в транзисторах, изготовленных на n-под-

ложке, в которой для образования инверсионного слоя требуется слишком большой заряд оксида, канал возникает только при подаче на затвор напряжения, превышающего некоторое пороговое напряжение. По знаку это смещение на затворе должно быть отрицательным для транзисторов с n-подложкой и положительным в случае р-подложки.

Входное сопротивление полевых транзисторов на низких частотах является емкостным. Входная емкость образуется затвором и неперекрытой частью канала со стороны истока. При достаточно большом напряжении на стоке может также возникнуть обычный пробой стокового p-n-перехода.

МДП-транзисторы со встроенным (а) и индуцированным (б) каналом.

Рис. 2 - Семейство стоковых характеристик (а) и стоко-затворная характеристика (б) МДП-транзистора со встроенным кана­лом n-типа

Рис. 3 Семейство стоковых характеристик (а) и стоко-затворная характеристика (б) МДП-транзистора с индуцированным кана­лом n-типа