1.3.2.А. Статические характеристики мдп-транзистора со встроенным каналом

Входная характеристика I_з = f(U_зи) при U_си − const. Вследствие изоляции затвора I_з » 0 при любых напряжениях на электродах. Поэтому данная характеристика практически не рассматривается.

Семейство выходных характеристик I_с = f(U_си) при U_зи − const приведено на рис. 13.

Рис. 13

Выходные характеристики МДП-транзистора со встроенным каналом аналогичны выходным характеристикам МДП-транзистора с индуцированным каналом. Отличием является выделение двух зон на ВАХ, которые характеризуют режимы обеднения и обогащения.

Семейство передаточных характеристик I_с = f(U_зи) при U_си − const, представлено на рис. 14.

Рис. 14

При U_зи < 0 р-канал обогащается дырками, и ток в канале растет.

При U_зи > 0 происходит вытеснение дырок из канала и ток в канале падает, и при U_зи = U_{зи отс} ток в канале I_с становится равным нулю.

Повышение U_зи лишь незначительно увеличивает ток стока, так как канал находится в режиме насыщения.

1.4. Частотные свойства полевых транзисторов

Частотные свойства биполярных транзисторов определялись процессами инжекции носителей и их диффузионного распространения в базе транзистора.

В полевых транзисторах явления инжекции и диффузии отсутствуют. Поэтому их частотные свойства определяются только процессами перезаряда межэлектродных емкостей. В частности, вследствие шунтирующего действия емкостей С_зи ,С_зс на высоких частотах полевой транзистор по цепи затвора может потреблять от источника сигнала значительную мощность. При этом падает крутизна стоко-затворной характеристики , где - предельная частота проводимости прямой передачи, на которой крутизна характеристики уменьшается в √¯2 раз, что свидетельствует об ухудшении усилительных свойств транзистора с повышением частоты.

1.5. Работа полевого транзистора в импульсном режиме

В импульсном или ключевом режиме используются в основном транзисторы с индуцированным каналом, что объясняется наличием у них порогового напряжения. При U_зи < U_{зи пор} транзистор закрыт, а при U_зи > U_{из пор} транзистор открыт.

Временные диаграммы воздействия управляющего импульса U_вх показаны на рис. 15.

Рис.15

В течение времени t_вкл происходит перезаряд входных емкостей транзистора и формируется проводящее состояние канала. За время t_выкл транзистор переходит в исходное состояние. Эти величины характеризуют полевые транзисторы в ключевом режиме работы.

1.6. Основные параметры полевых транзисторов

Параметры полевых транзисторов можно разделить на специфические, характерные только для полевых транзисторов, и эксплуатационные.

К первой группе относятся следующие параметры.

Крутизна стоко-затворной характеристики − S = ∆I_c/∆U_зи при U_си − const, которая характеризует управляющие свойства напряжения на затворе на ток стока.

Для оценки влияния подложки на процессы в канале вводят крутизну по подложке S_п = ΔI_{с нас}/ΔU_п при U_зи − const, U_си − const.

Обычно S_П < S. При соединении затвора с подложкой суммарная крутизна S* = S + S_П.

Выходное дифференциальное сопротивление − .

Коэффициент усиления − μ = − ∆U_си/∆U_зи при I_с − const, который сравнивает влияния напряжений U_си и U_зи на рост тока стока I_с.

Приведенные выше параметры связаны выражением μ = SR_i.

Эксплуатационные параметры определяются по ВАХ. Основными из них являются: U_{зи отс} или U_{зи пор}, I_{с max}, U_{си max}.

К этой группе относятся и параметры, характеризующие полевые транзисторы по быстродействию: ω_s, t_вкл , t_выкл.