ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Учебник по математике
Контрольные
Карта сайта

Основные параметры полевого транзистора

Начальный ток стока Iс0 – ток в цепи стока транзистора, включенного по схеме с общим истоком, при Uси,< Uс нас; Uзи=0.

Ток стока в рабочей точке (при 0 > Uзи > Uотс)можно определить по формуле

Iс= Iс0(1- Uзи/ Uотс)2. (1)

Уравнение (1) является приближенным для проходной характеристики любого полевого транзистора (особенно с малыми напряжениями отсечки).

Напряжение отсечки Uотс– один из основных параметров, характеризующих ПТ. При напряжении на затворе, численно равным напряжению отсечки, практически полностью перекрывается канал полевого транзистора, и ток стока при этом стремится к нулю.

В справочных данных на ПТ всегда указывается, при каком значении тока стока произведены измерения напряжения отсечки. Так, например, для транзисторов КП307Е напряжения Uотс= -0.5 ¸ -2.5 В получены при токе стока 0.01 мА.

Крутизна проходной характеристики. Входное сопротивление полевых транзисторов со стороны управляющего электрода (затвора) составляет 107¸109 Ом. Усилительные свойства полевого транзистора, как и электронных ламп, характеризуются крутизной проходной характеристики: S=∂Iс /∂Uзи, при Uси=const. Выражение для крутизны характеристики в рабочей точке ПТ получим, используя (1)

S= Sмакс (1-Uзи/Uотс), (2)

где Uзи– напряжение затвор–исток, при котором вычисляется S;

Максимальное значение крутизны характеристики Sмакс достигается при Uзи=0. При этом численное значение Sмакс равно проводимости канала ПТ при нулевых смещениях на его электродах.

Sмакс=−2(Ic0/Uотс). (3)

Соотношение (3) позволяет по двум известным параметрам рассчитать третий. Для большинства маломощных ПТ S лежит в пределах 2¸10 мА/В.

Крутизна характеристики полевых транзисторов на 1¸2 порядка меньше, чем у биполярных транзисторов, поэтому при малых сопротивлениях нагрузки коэффициент усиления каскада на ПТ Кu = S Rc (Rc – сопротивление в цепи стока) меньше коэффициента усиления аналогичного каскада на биполярном транзисторе.

В большинстве случаев крутизну характеристики полевых транзисторов считают частотно-независимым параметром. Поэтому быстродействие электронных схем на ПТ ограничено в основном паразитными параметрами схемы.

Внутреннее сопротивление канала Ri определяется выражением Ri = ∂Uси/∂Iс при Uзи= соnst.

Это сопротивление при Uси=0 и произвольном смещении Uзи можно выразить через параметры транзистора:

. (4)

При малом напряжении исток–сток вблизи начала координат выходной характеристики ПТ ведет себя как переменное омическое сопротивление, зависящее от напряжения на затворе. Минимальное значение сопротивления канала Ri0 наблюдается при Uзи=0. При увеличении обратного напряжения на затворе сопротивление канала нелинейно увеличивается. Значение Ri0 определяется по стоковой характеристике транзистора как тангенс угла наклона касательной к кривой Iс=f(Uс) при Uз=0 в точке Ucи=0.

Для приближенных расчетов имеет место простое соотношение:

Ri0»1/ Sмакс. (5)

Коэффициент усиления m определяется как изменение напряжения стока к вызвавшему его изменению напряжения на затворе при Ic = const:

μ= −∂Uси/∂Uзи . (6)

Изменение тока стока связано с изменением напряжением на затворе и изменением напряжения на стоке

∂Ic=S ∂Uзи +∂Uси / Ri. 

Если ∂Ic=0, то

S ∂Uзи +∂Uси / Ri=0,

разделив на ∂Uси и с учетом (6) после несложных преобразований получим связь между тремя параметрами

S Ri.=μ. (7)

Максимальные напряжения затвор–сток, затвор–исток, исток–сток. При превышении допустимых значений напряжения между электродами транзистора возможен лавинный пробой перехода затвор-канал.

Обратное напряжение диода затвор–канал изменяется вдоль длины затвора, достигая максимального значения у стокового конца канала. Именно здесь происходит пробой полевого транзистора. Лавинный пробой не приводит к выходу из строя ПТ с управляющим p–n-переходом, если он не переходит в тепловой пробой. После возвращения в нормальный рабочий режим ПТ восстанавливают свою работоспособность.

Типичные значения параметров маломощного полевого транзистора КП-303В с p–n-переходом и каналом n-типа:

Начальный ток стока Ic0 = 2 ÷ 5 мА при Uси = 10 В, Uзи = 0.

Напряжение отсечки Uотс = −1 ÷ − 4 В при Uси = 10 В, Ic = 10 мкА.

Крутизна проходной характеристики при Uси = 10 В, Uзи = 0, S = 2 ÷ 5 мА/В.

Внутреннее сопротивление Ri = 0,02 ÷ 0,5 Мом.

Ток утечки затвора Iз = 1 нА при Uзи = 10 В, Uси = 0.

Емкость входная Сзи не более 6 пФ.

Емкость проходная Сзс не более 2 пФ.

Максимальное напряжение затвор–сток, затвор–исток

Uзс max = 30 В.

Максимальное напряжение сток-исток Uси max = 25 В.

Максимальный ток стока Ic max =20 мА.

Максимальная рассеиваемая мощность при Т ≤ 25ºС

Р max = 200 мВт.

Диапазон температур окружающей среды Т от –40 до +85 ºС.

На главную страницу сайта