Крутизны полевого транзистора в пологой области. Крутизна полевого транзистора

2. Основные параметры полевого транзистора

Ток насыщенияIс0– ток в цепи стока транзистора, включенного по схеме с общим истоком, при затворе накоротко замкнутым с истоком (т.е. приUзи=0).

Ток стока в рабочей точке можно определить по формуле:

Iс= Iс0(1 Uзи Uотс)2, (1)

где Uотс–напряжение отсечки.

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

Напряжение отсечкиUотс–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2.5В получены при токе стока 0.01 мА.

Крутизна проходной характеристики.Входное сопротивление полевых транзисторов со стороны управляющего электрода составляет 107109Ом. Так как входные токи ПТ чрезвычайно малы, то управление током в выходной цепи осуществляется входным напряжением. Поэтому усилительные свойства полевого транзистора, как и электронных ламп, целесообразно характеризовать крутизной проходной характеристики.

Крутизна полевых транзисторов S=Iс Uзи, приUис=const.

Максимальное значение крутизны характеристики Sмаксдостигается приUзи=0. При этом численное значение Sмаксравно проводимости канала ПТ при нулевых смещениях на его электродах.

Крутизна характеристики полевых транзисторов на 12 порядка меньше, чем у биполярных транзисторов, поэтому при малых сопротивлениях нагрузки коэффициент усиления каскада на ПТ меньше коэффициента усиления аналогичного каскада на биполярном транзисторе.

В большинстве случаев крутизну характеристики полевых транзисторов можно считать частотно–независимым параметром. Поэтому быстродействие электронных схем на ПТ ограничено в основном паразитными параметрами схемы. Выражение для крутизны характеристики в рабочей точке ПТ получим, используя (1)

S= Sмакс(1UзиUотс)2,(2)

где Uзи–напряжение затвор–исток, при котором вычисляетсяS;

Sмакс=2(Ic0Uотс). (3)

Соотношение (3) позволяет по двум известным параметрам рассчитать третий. Для большинства маломощных ПТSлежит в пределах 210 мА/В.

Напряжение пробоя.Механизм пробоя полевого транзистора можно объяснить возникновением лавинного процесса в переходе затвор–канал. Обратное напряжение диода затвор–канал изменяется вдоль длины затвора, достигая максимального значения у стокового конца канала. Именно здесь происходит пробой полевого транзистора.

Пробой не приводит к выходу из строя ПТ с управляющим p–nпереходом. После пробоя в нормальном рабочем режиме эти транзисторы восстанавливают свою работоспособность.

Динамическое сопротивление канала. rкопределяется выражениемrк= UсиIсприUзи=соnst.

Это сопротивление при Uси=0 и произвольном смещении Uзиможно 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 rк0наблюдается приUзи=0. При увеличении обратного напряжения на затворе сопротивление канала нелинейно увеличивается. Значениеrк0определяется по стоковой характеристике транзистора как тангенс угла наклона касательной к кривойIс=f(Uси) при Uзи=0 в точке Ucи=0.

Для приближенных расчетов имеет место простое соотношение

rк01 Sмакс. (5)

studfiles.net

Характеристики и параметры полевого транзистора: схемы, вольт-амперные кривые

Кратко охарактеризуем различные схемы включения полевого транзистора и рассмотрим его характеристики и параметры.

Схемы включения транзистора.

Для полевого транзистора, как и для биполярного, выделяют три схемы включения. Для полевого транзистора это схемы с общим затвором (ОЗ), общим истоком (ОИ) и общим стоком (ОС). Наиболее часто используются схемы с общим истоком.

Для понимания особенностей работы некоторого электронного устройства очень полезно уметь относить конкретное решение к той или иной схеме включения (если схема такова, что это в принципе возможно).

Моделирующие программы при замене транзистора математической моделью никак не учитывают способ включения транзистора. Важно понять, что если даже на стадии разработки математической модели имеет место ориентация на конкретную схему включения, то на стадии использования эта модель должна правильно моделировать транзистор во всех самых различных ситуациях.

При объяснении влияния напряжения uис на ширину p-n-перехода фактически использовалась схема с общим истоком (см. рис. 1.87) (Статья 1 Устройство и основные физические процессы). Рассмотрим характеристики, соответствующие этой схеме (что общепринято).

Так как в рабочем режиме iз = 0, iu ~ iс, входными характеристиками обычно не пользуются. Например, для транзистора КП10ЗЛ, подробно рассматриваемого ниже, для тока утечки затвора iз ут при t < 85°С выполняется условие iз ут< 2 мкА.

Изобразим схему с общим истоком (рис. 1.89).

Выходные (стоковые) характеристики.

Выходной характеристикой называют зависимость вида iс=f(uис)|uзи =const где f — некоторая функция.

Изобразим выходные характеристики для кремниевого транзистора типа КП10ЗЛ с p-n-переходом и каналом p-типа (рис. 1.90).

Обратимся к характеристике, соответствующей условию uзи = 0. В так называемой линейной области (uис< 4 В) характеристика почти линейна (все характеристики этой области представляют собой почти прямые линии, веерообразно выходящие из начала координат). Она определяется сопротивлением канала. Транзистор, работающий в линейной области, можно использовать в качестве линейного управляемого сопротивления.

При uис = 3 В канал в области стока перекрывается. Дальнейшее увеличение напряжения приводит к очень незначительному росту тока ic, так как с увеличением напряжения область, в которой канал перекрыт (характеризующаяся очень большим удельным сопротивлением), расширяется. При этом сопротивление на постоянном токе промежутка исток-сток увеличивается, а ток ic практически не изменяется.

Ток стока в области насыщения при uзи= 0 и при заданном напряжении uис называют начальным током стока и обозначают через iс нач. Для рассматриваемых характеристик iс нач = 5 мА при uис= 10 В. Для транзистора типа КП10ЗЛ минимальное значение тока iс начравно 1,8 мА, а максимальное — 6,6 мА. При uис > 22 В возникает пробой p-n-перехода и начинается быстрый рост тока.

Теперь кратко опишем работу транзистора при различных напряжениях uзи. Чем больше заданное напряжение uзи , тем тоньше канал до подачи напряжения uис и тем ниже располагается характеристика.

Как легко заметить, в области стока напряжение на p-n-переходе равно сумме uзи+uис. Поэтому чем больше напряжение uзи , тем меньше напряжение uис, соответствующее началу пробоя.

Когда uзи= 3 В, канал оказывается перекрыт областью p-n-перехода уже до подачи напряжения uис . При этом до пробоя выполняется условие ic = 0. Таким образом,uзи отс = 3 В.Для рассматриваемого типа транзистора минимальное напряжение отсечки +2 В, а максимальное +5 В. Эти величины соответствуют условию ic = 10 мкА. Это так называемый остаточный ток стока, который обозначают через ic отс. Полевой транзистор характеризуется следующими предельными параметрами (смысл которых понятен из обозначений):uис макс,uзсмакс, Pмакc.

Для транзистора КП10ЗЛ uисмакс = 10 В,uзсмакс = 15 В, Pмакc = 120 мВт (все при t = 85°С).

Графический анализ схем с полевыми транзисторами.

Для лучшего уяснения принципа работы схем с полевыми транзисторами полезно провести графический анализ одной из них (рис. 1.91).

Пусть Ес = 4 В; определим, в каких пределах будет изменяться напряжение uиспри изменении напряжения uзи от 0 до 2 В.

При графическом анализе используется тот же подход, который был использован при анализе схем с диодами и биполярными транзисторами. Для рассматриваемой схемы, в которой напряжение между затвором и истоком равно напряжению источника напряжения uзи, нет необходимости строить линию нагрузки для входной цепи. Линия нагрузки для выходной цепи задается выражением Ес =iс·Rс+uис Построим линию нагрузки на выходных характеристиках транзистора, представленных на рис. 1.92.

Из рисунка следует, что при указанном выше изменении напряжения uзинапряжение uис будет изменяться в пределах от 1 до 2,6 В, что соответствует перемещению начальной рабочей точки от точки А до точки В. При этом ток стока будет изменяться от 1,5 до 0,7 мА.

Стокозатворные характеристики (характеристики передачи, передаточные, переходные, проходные характеристики). Стокозатворной характеристикой называют зависимость вида iс=f(uзи) |uис =const где f — некоторая функция.

Такие характеристики не дают принципиально новой информации по сравнению с выходными, но иногда более удобны для использования. Изобразим стокозатворные характеристики для транзистора КП10ЗЛ (рис. 1.93).

Для некоторых транзисторов задается максимальное (по модулю) допустимое отрицательное напряжение uзи, например, для транзистора 2П103Д это напряжение не должно быть по одулю больше чем 0,5 В.

Параметры, характеризующие свойства транзистора усиливать напряжение.

● Крутизна стокозатворной характеристики S (крутизна характеристики полевого транзистора):

S= |diс/duзи|uзи – заданное, uис =const Обычно задается u зи= 0. При этом для транзисторов рассматриваемого типа крутизна максимальная. Для КП10ЗЛS = 1,8…3,8 мА/В при u ис= 0 В, uзи= 0, t = 20°С.

● Внутреннее дифференциальное сопротивление Rис диф (внутреннее сопротивление)

Rисдиф= (duис/ diс) |uис–заданное,uзи= const

Для КП10ЗЛ Rис диф = 25 кОм при u ис= 10 В,uзи=0.

● Коэффициент усиления

M = (duис/ duзи) |uзи–заданное,iс= const

Можно заметить, что M =S· Rис диф

Для КП10ЗЛ при S = 2 мA/B и Rис диф = 25 кОм М = 2 (мА/В) · 25 кОм = 50.

● Инверсное включение транзистора.

Полевой транзистор, как и биполярный, может работать в инверсном режиме. При этом роль истока играет сток, а роль стока — исток.

Прямые (нормальные) характеристики могут отличаться от инверсных, так как области стока и истока различаются конструктивно и технологически.

● Частотные (динамические) свойства транзистора.

В полевом транзисторе в отличие от биполярного отсутствуют инжекция неосновных носителей и их перемещение по каналу, и поэтому не эти явления определяют динамические свойства. Инерционность полевого транзистора определяется в основном процессами перезаряда барьерной емкости p-n-перехода. Свое влияние оказывают также паразитные емкости между выводами и паразитные индуктивности выводов.

В справочных данных часто указывают значения следующих дифференциальных емкостей, которые перечислим ниже:

-входная емкость Сзи — это емкость между затвором и истоком при коротком замыкании по переменному току выходной цепи;

-проходная емкость Сзс — это емкость между затвором и стоком при разомкнутой по переменному току входной цепи;

-выходная емкость Сис — это емкость между истоком и стоком при коротком замыкании по переменному току входной цепи.

Для транзистора КП10ЗЛ Сзи < 20 пФ, Сзс << 8 пФ при uис= 10 В и uзи= 0.

Крутизну S, как и коэффициент B биполярного транзистора, в ряде случаев представляют в форме комплексного числа S. При этом, как и для коэффициента B, определяют предельную частоту fпpед. Это та частота, на которой выполняется условие:

| Ś | = 1 / √2 ·Sпт где Sпт — значение S на постоянном токе.

Для транзистора КП103Л данные по fпpед в использованных справочниках отсутствуют, но известно, что его относят к транзисторам низкой частоты (предназначенным для работы на частотах до 3 МГц).

pue8.ru

ПРОБНИК ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

В радиолюбительских конструкциях все чаще встречаются полевые транзисторы (ПТ), особенно в схемах УКВ аппаратуры. Но многие отказываются от их сборки, хотя схемы простые, проверенные временем, так как в них применяются ПТ к которым предъявляются особые требования по описанию схем. В журналах и интернете описано много приборов и испытателей ПТ (5,6), но они сложны, ведь в домашних условиях сложно измерить основные параметры ПТ. Приборы для испытания ПТ очень дороги и покупать их ради подбора двух, трех ПТ нет смысла.

Схема испытателя для полевых транзисторов (уменьшенная)

В домашних условиях возможно измерить, приблизительно, основные параметры ПТ и подобрать их. Для этого необходимо иметь как минимум два прибора, одним из которых измеряют ток, а другим напряжение, и два источника питания. Собрав схему (1, 2) вначале необходимо резистором R1 установить нулевое напряжение на затворе VT1, движок R1 в нижнем положение резистором R2 установить напряжение сток-исток Uси VT1 по справочнику, для проверяемого транзистора, обычно 10-12 вольт. Затем подключают прибор PA2, переведенный в режим измерения тока, в цепь стока и снимают показание, Iс.нач это начальный ток стока, его еще называют током насыщения ПТ при заданном напряжение сток-исток и нулевом напряжение затвор-исток. Затем медленно перемещая движок R1 за показанием PA2 и как только ток упадет практически до нуля (10-20 мкА) измерить напряжение между затвором и истоком, данное напряжение будет напряжением отсечки Uотс..

Чтобы измерить крутизну характеристики SмА/В ПТ нужно снова устанавливают нулевое напряжение Uзи резистором R1, PA2 покажет Iс.нач. Резистором R1 так же медленно увеличивают напряжение Uзи до одного вольта по PA1, для упрощения расчета, PA2 покажет меньший ток Ic.измер. Если теперь разность двух показаний PA2 разделить на напряжение Uзи получившийся результат будет соответствовать крутизне характеристики:

SмА/В=Iс.нач - Iс.измер/Uзи.

Так проверяются транзисторы с управляющим с p-n переходом и каналом p-типа, для ПТ n-типа нужно поменять полярность включения Uпит на обратное.

Существуют также полевые транзисторы с изолированным затвором. Существуют две разновидности МДП-транзисторов с индуцированным и со встроенным каналами.

Транзисторы первого типа можно использовать только в режиме обогащения. Транзисторы второго типа могут работать как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения канала. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором часто называют МДП-транзисторами или МОП-транзисторами (металл - оксид- полупроводник).

В МОП-транзисторах с индуцированным каналом проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока и, следовательно, заметный ток стока появляются только при определенной полярности и при определенном значении напряжения на затворе относительно истока (отрицательного при р-канале и положительного при n-канале). Это напряжение называют пороговым (Uпор). Так как появление и рост проводимости индуцированного канала связаны с обогащением его основными носителями заряда, эти транзисторы могут работать только в режиме обогащения.

В МОП - транзисторах со встроенным каналом проводящий канал, изготавливается технологическим путем, образуется при напряжении на затворе равном нулю. Током стока можно управлять, изменяя значение и полярность напряжения между затвором и истоком. При некотором положительном напряжении затвор - исток транзистора с р - каналом или отрицательном напряжении транзистора с n -каналом ток в цепи стока прекращается. Это напряжение называют напряжением отсечки (Uотс ). МОП - транзистор со встроенным каналом может работать как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения канала основными носителями заряда.

Работа МОП-транзистора с индуцированным p-каналом. При отсутствии смещения (Uзи = 0; Uси = 0) приповерхностный слой полупроводника обычно обогащен электронами. Это объясняется наличием положительно заряженных ионов в пленке диэлектрика, что является следствием предшествующего окисления кремния и фотолитографической его обработки.

Напряжение на затворе, при котором индуцируется канал, называют пороговым напряжением Unoр. Так как канал возникает постепенно, по мере увеличения напряжения на затворе, то для исключения неоднозначности в его определении обычно задается определенное значение тока стока, при превышении которого считается, что потенциал затвора достиг порогового напряжения Unop.

В транзисторах с встроенным каналом ток в цепи стока будет протекать и при нулевом напряжении на затворе. Для прекращения его необходимо к затвору приложить положительное напряжение (при структуре с каналом p-типа), равное или большее напряжения отсечки Uотc.

При приложении отрицательного напряжения канал расширяется и ток увеличивается. Таким образом, МДП-транзисторы с встроенными каналами работают как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения.

Иногда в структуре полевого МОП транзистора между истоком и стоком присутствует встроенный диод. На работу транзистора диод не влияет, поскольку в схему он включен в обратном направлении. В последних поколениях мощных МОП-транзисторов встроенный диод используется для защиты транзистора.

Основными параметрами полевых транзисторов считаются;

1. Начальный ток стока Iс.нач - ток стока при напряжении между затвором и истоком, равном нулю. Измеряют при заданном для транзистора данного типа значении постоянного напряжения Uси.

2. Остаточный ток стока Iс.ост - ток стока при напряжении между затвором и истоком, превышающем напряжение отсечки.

3. Ток утечки затвора Iз.ут - ток затвора при заданном напряжении между затвором и остальными выводами, замкнутыми между собой.

4. Обратный ток перехода затвор - сток Iзс.о - ток, протекающий в цепи затвор - сток при заданном обратном напряжении между затвором и стоком и разомкнутыми остальными выводами.

5. Обратный ток перехода затвор - исток Iзи.о - ток, протекающий в цепи затвор - исток при заданном обратном напряжении между затвором и истоком и разомкнутыми остальными выводами.

6. Напряжение отсечки Uотс - напряжение между затвором и истоком транзистора с р-n переходом или изолированным затвором, работающего в режиме обеднения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения (обычно 10 мкА).

7. Пороговое напряжение полевого транзистора Uпор - напряжение между затвором и истоком транзистора с изолированным затвором, работающего в режиме обогащения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения (обычно 10 мкА).

8. Крутизна характеристик полевого транзистора S - отношение изменения тока стока к изменению напряжения на затворе при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора в схеме с общим истоком.

Для этих измерений необходимо ввести еще и переключатель полярности напряжения между затвором и истоком. Комутируя этим переключателем полярность подаваемую на затвор проверяемого транзистора измеряют параметры ПТ. Процедура довольно долгая, а как быть если в наличие только один тестер. И в этом случае возможно проверить полевой транзистор, процесс проверки тот же что и описан выше, но только еще более длительный, так как нужно будет сделать очень много переключений и других операций. Такой способ для проверки и подборки ПТ не пригоден при покупке в магазинах и радиорынках.

Как известно собрать вольтметр постоянного тока намного проще чем миллиамперметр, имея одну и туже головку, а комбинированные приборы есть у каждого радиолюбителя, даже у начинающих. Собрав прибор по схеме приведенной на рисунке, можно значительно облегчить процедуру проверки ПТ во много раз. Данный прибор могут сделать даже начинающие радиолюбители не имеющие опыта работы с ПТ. Прибор питается от 9 вольт от стабилизированного преобразователя напряжения собранной по схеме из журнала Радио (3).

Принцип измерений параметров ПТ. Установив переключатели SA1-SA3, SB2 в нужное полжения, в зависимости от типа и канала проверяемого ПТ, подключают любой тестер, стрелочный или цифровой (предпочтительней), в гнезда XS1, XS2, переведенном в режим измерения постоянного тока, к гнездам XS3 подключить в соответствие с цоколем ПТ и включают прибор переключателем SA4.

Все компоненты прибора установлены в подходящий корпус, размер которого зависит от размеров компонентов и примененной головки PA1. На лицевой стороне расположены PA1, SA1-SA3, XS1-XS2, R1, R2 с соответствующими надписями обозначающими функции. Преобразователь установлен в корпусе прибора, из которого выведен разъем для подключения к батарейке GB1.

Детали пробника

PA1 - микроамперметр типа М4200 с током 300 мкА, со шкалой на 15 В, возможно использовать другие, от его габаритов завесит размер корпуса, при подборе R3, R4 при настройке, R1, R2 - СП4-1, СПО-1 сопротивлением от 4,7 кОм до 47 кОм, R3, R4 - МЛТ-0,25, С2-23 и другие. Переключатели SA1 - 3П12НПМ, 12П3Н ,ПГ2, ПГ3, П2К, SB1 - П2К. Тумблеры SA2 - SA4 - МТ-1, П1Т-1-1 и другие.

Трансформатор ТР1 в преобразователе выполнен в ферритовом броневом магнитопроводе внешним диаметром 30 и высотой 18 мм. Обмотка I содержит 17 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка II - 2х40 витков провода ПЭЛ 0,23. Возможно использовать другой сердечник с соответствующим перерасчетом.

Транзисторы VT1 - КТ315, КТ3102, VT2, VT3 - КТ801А, КТ801Б, VT4 - КТ805Б и другие, диоды VD1, VD2 - КД522, КД521, VD4-VD7 - КД105, КД208, КД209 или диодный мост КЦ407, микросхема DD1 - К555ЛН1, К155ЛН1.

В качестве XS3 используется кроватка для микросхем установленная на печатной плате и распаянная под тип ПТ (расположение выводов) для того чтобы не загибать выводы ПТ или другой разъем распаянный соответствующим образом. Монтаж объемный. На дно (задняя крышка) установлена плата преобразователя.

Настройка испытателя полевых транзисторов

Налаживание прибора практически не требуется. Правильно собранный преобразователь, из исправных деталей, начинает работать сразу, выходное напряжение 15 В устанавливают подстроечным резистором R4 контролируя напряжение вольтметром.

Затем движки резисторов R1, R2 устанавливают в нижнее по схеме положение, что соответствует нулевым напряжениям. Переключатель SA3 переводят в положение 1,5 В, а SA2 в положение Uзи. Подключив контрольный вольтметр к движку R1 перемещают его контролируя показание PA1 по контрольному вольтметру и если оно отличается подбирают сопротивление резистора R3. После подбора резистора R3 переключают SA3 в положение 15 В и далее перемещают движок R3 контролируя напряжение и если оно также не соответствует подбирают R4. Таким образом настраивают внутренний вольтметр прибора. После всех настроек закрывают заднюю крышку, прибор готов к работе.

Как показывает практика, для радиолюбителя важны следующие положения:

1. Проверить исправность ПТ. Для этого обычно достаточно убедиться, что параметры его стабильны, не «плывут» и находятся в пределах справочных данных.

2. Выбрать по определенным характеристикам из имеющихся у радиолюбителя всего нескольких экземпляров ПТ те, что больше подходят для применения в собираемой схеме. Обычно здесь работает качественный принцип «больше - меньше».

Например, нужен полевой транзистор с большей S или меньшим напряжением отсечки. И из нескольких экземпляров выбирают тот, у которого лучше (больше или меньше) выбранный показател. Таким образом, высокая точность измеряемых параметров на практике часто не столь важна, как можно было бы думать.Тем не менее, предлагаемый прибор позволяет с достаточно высокой точностью проверить работоспособность и важнейшие характеристики ПТ.

Работа с прибором

Перед включением прибора переключателем SA1 устанавливают тип канала, SB2 устанавливают в обогащенный режим, резисторы R1, R2 устанавливают в нулевые положения, подключают к гнездам XS1 и XS2 тестер переведенный в режим для измерения тока на предел который указан в справочнике для данного ПТ, цифровой тестер с автоматическим изменением предела предпочтителен так как не нужно будет переключать пределы при измерениях. Переводят SA2 в положение Uси, а SA3 в положение 15 В.

Вставляют полевой транзистор в разъем XS3 в соответствие с цоколем проверяемого ПТ. Включив прибор резистором R2 устанавливают напряжение сток-исток Uси указанное в справочнике для данного транзистора. Переводят SA2 в положение Uзи, а SA3 в 1,5 В. Нажимают кнопку SB1 "Измер." при этом тестер PA2 покажет какое то значение, например 0,8 мА на пределе 1 мА, это значение указывает начальный ток стока Iс.нач. Записывают это значение для данного ПТ. Затем медленно перемещают движок R1 "Uзи" контролируя при этом напряжение на затворе по PA1, напряжение Uзи увеличивают до тех пор пока ток стока Iс измеряемый тестером PA2 не уменьшится до минимального заданного как правило 10-20 мкА, переключая PA2 на пределы ниже. Как только ток уменьшится до заданного значения, снимают показание с PA1 (например 0,9 В), это напряжение является напряжением отсечки ПТ Uотс., его так же записывают.

Для измерения крутизну характеристики SмА/В устанавливают тестер PA2 на тот предел который был установлен первоначально для данного транзистора и уменьшают Uзи до нуля, PA2 покажет Iс.нач. Резистором R1 медленно увеличивают Uзи до 1 В по PA1, PA2 покажет меньший ток Iс.измер. Если теперь вычесть из Iс.нач Iс.измер это и будет соответствовать численному значению крутизны характеристики SмА/В ПТ. Цифровой тестер с автоматическим изменением пределов предпочтительнее.

Таким образом можно будет подобрать ПТ с близкими параметрами из одной партии с одинаковыми или разными буквенными индексами, ведь разные индексы указывают лишь на разброс параметров ПТ, так КП303А имеют Uотс. - 0,3-3,0 В, SмА/В - 1-4, а КП303В Uотс. - 1,0 - 4,0 В, SмА/В - 2-4, но некоторые ПТ с разными индексами могут иметь одинаковые значения при заданом напряжение сток-исток Uси. что не мало важно при подборке ПТ.

Измерение параметров полевых транзисторов МОП-типа с встроенным каналом, режим обеднения. Переключателем SA1 устанавливают тип канала, SB2 устанавливают в режим обеднения, резисторы R1, R2 устанавливают в нулевые положения, подключают к гнездам XS1 и XS2 тестер переведенный в режим для измерения тока на предел который указан в справочнике для данного ПТ. Переводят SA2 в положение Uси, а SA3 в положение 15 В. Вставляют ПТ в разъем XS3 в соответствие с цоколем проверяемого ПТ. У двузатворных или с подложкой ПТ второй затвор, подложку подключают к контакту корпус "К" разъема XS3. Резистором R2 устанавливают напряжение сток-исток Uси указанное в справочнике для данного транзистора. Затем переводят SA2 в положение Uзи, а SA3 в положение 1,5 В. PA2 переводят в режим измерения минимального тока. Включив прибор нажимают кнопку SB1, микроамперметр PA2 покажет какой-то ток это и будет начальный ток стока Iс.нач.

При увеличение напряжения Uзи ток стока Iс будет уменьшатся и при определенном значение станет минимальным около 10 мкА, снятое показания с РА2 будет напряжением отсечки Uотс.

Для проверки транзистора в режиме обогащения переключатель SB2 переводят в положение "Обогащения" и увеличивают напряжение на затворе Uзи при этом ток стока Iс будет увеличиваться.

Как было сказано выше, МОП-транзисторы с индуцированным каналом могут работать только в режиме обогащения. Измерение параметров полевых транзисторов МОП-типа с индуцированным каналом. Переключателем SA1 устанавливают тип канала, SB2 устанавливают в режим обогащения, резисторы R1, R2 устанавливают в нулевые положения, подключают к гнездам XS1 и XS2 тестер переведенный в режим для измерения тока на предел который указан в справочнике для данного ПТ. Переводят SA2 в положение Uси, а SA3 в положение 15 В. Вставляют ПТ в разъем XS3 в соответствие с цоколем проверяемого ПТ.

У двузатворных или с подложкой ПТ второй затвор, подложку подключают к контакту корпус "К" разъема XS3. Резистором R2 устанавливают напряжение сток-исток Uси указанное в справочнике для данного транзистора. Затем переводят SA2 в положение Uзи, а SA3 в положение 1,5 В. PA2 переводят в режим измерения минимального тока. Включив прибор нажимают кнопку SB1. При Uзи = 0 ток стока Iс = 0.

Увеличивая напряжение Uзи следят за изменением тока стока Iс и при некотором напряжение Uзи ток стока начнет увеличиваться это будет пороговым напряжением Uпор. При дальнейшем его увеличение будет увеличиваться ток стока Iс.

Данным прибором можно измерять параметры Iс.нач, Uотс., S ма/В ПТ средней и большой мощности, подав необходимое напряжение на внешний разъем XP1, по справочникам для данного ПТ, с добавлением необходимых пределов измерений внутренним вольтметром PA1, добавив необходимое число резисторов на переключатель SA3. Диоды VD5, VD6 при этом защищают преобразователь от внешнего напряжения.

Если не требуется измерений точных значений Iс.нач и Uотс., а только подобрать ПТ с близкими параметрами, можно вместо PA2 включить индикаторы применяемые в бытовой технике для контроля уровней сигналов, М4762, М68501, М4248, М4223 и подобные, добавив к данным индикаторам переключатель и шунты на разные токи. Все остальные измерения производят по описанному выше методу. Данным прибором пользуюсь уже более шести лет. Он очень помогает при конструирование аппаратуры на полевых транзисторах, где к ним применяются особые требования.

Литература:

1. Простейшие способы проверки исправности электрорадиоэлементов в ремонтных и любительских условиях, стр. 70, 300 практических советов. Бастанов В.Г. - Моск. рабочий 1986 г. 2. Измерение параметров и применение полевых транзисторов, - "Радио", 1969, №03, стр. 49-51 3. Стабилизированный преобразователь напряжения - Радио №11 1981 стр. 61 (за рубежом). 4. Занимательные эксперименты: некоторые возможности полевого транзистора - "Радио", номер 11, 1998г. Б.Иванов 5. Приставка для проверки транзисторов. Радио № 1 – 2004, стр. 58-59. 6. Испытатель полевых транзисторов - А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радиолюбителям схемы для дома стр. 242-246, МРБ-1275 2008г. 7. Измерение параметров полевых транзисторов, - "Радио", 2007, №09, стр. 24-26. 8. Меерсон А.М. Радиоизмерительная техника (3-е изд.). МРБ - Выпуск 0960 стр. 363-367. (1978)

Конструкцию прислал на конкурс:Слинченков Александр Васильевич г. Озерск, Челябинская обл.

Форум по измерителям и тестерам

Обсудить статью ПРОБНИК ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

radioskot.ru

Изменение крутизны полевого транзистора | Техника и Программы

Таким образом, как и в случае биполярного транзистора, коэффициент усиления напряжения равен

В разд. 6.3 мы видели, что крутизна биполярного транзистора является чрезвычайно устойчивым параметром, равным 40 /с мА/В при комнатной температуре, если /с выражен в миллиамперах. Если пренебречь эффектами второго порядка, такими как сопротивление базы, то это простое соотношение справедливо для всех типов биполярных транзисторов, не изменяясь от одного экземпляра к другому, в отличие от коэффициента усиления тока hfe. У полевого транзистора крутизна изменяется от одного типа транзистора к другому, находясь обычно между 0,5 и 5 мА/В (у современных транзисторов крутизна достигает величины 100 мА/В. — Примеч. перев.), кроме того, как сейчас будет показано, крутизна меняется при изменении тока стока.

Теоретическое рассмотрение работы полевого транзистора в области насыщения показывает, что ток стока ID связан следующей квадратичной зависимостью с напряжением затвор—исток VGS:

Здесь IDDS — ток стока, протекающий при VGS = 0, a Vp — напряжение насыщения, которое определяется как напряжение затвор—исток, необходимое для сжатия канала настолько, что 1р падает до нуля (называемое также напряжением отсечки), или как напряжение сток—исток, необходимое для достижения транзистором режима насыщения при VGS = 0. Можно показать, что оба эти определения Vp эквивалентны и приводят к одному результату. Теперь

Таким образом, у полевого транзистора крутизна gm пропорциональна квадратному корню из /д: если gm= 1 мА/В при ID= 1 мА, то можно ожидать, что gm = 3 мА/В при ID = 9 мА.

В усилителях напряжения на полевых транзисторах ток стока увеличивается или уменьшается в такт с переменным сигналом, и gm будет меняться как квадратный корень от мгновенного значения тока стока. Таким образом, ситуация подобна случаю с биполярным транзистором, у которого крутизна gm прямо пропорциональна мгновенному значению коллекторного тока. В обоих случаях результатом является искажение формы выходного сигнала, если он велик, хотя квадратичная характеристика полевого транзистора приводит к появлению только второй гармоники сигнала, в то тремя как экспоненциальная характеристика биполярного транзистора дает полную гамму гармоник. Следовательно, нелинейность полевого транзистора в соответствии с ее природой легче «преодолеть», чем нелинейность биполярного транзистора.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

nauchebe.net

2. Основные параметры полевого транзистора

Ток стока в рабочей точке можно определить по формуле:

Iс= Iс0(1 Uзи Uотс)2, (1)

где Uотс–напряжение отсечки.

Крутизна полевых транзисторов S=Iс Uзи, приUис=const.

S= Sмакс(1UзиUотс)2,(2)

где Uзи–напряжение затвор–исток, при котором вычисляетсяS;

Sмакс=2(Ic0Uотс). (3)

Динамическое сопротивление канала. rкопределяется выражениемrк= UсиIсприUзи=соnst.

Это сопротивление при Uси=0 и произвольном смещении Uзиможно выразить через параметры транзистора

. (4)

Для приближенных расчетов имеет место простое соотношение

rк01 Sмакс. (5)

studfiles.net

теория и практика — Сайт инженера Задорожного С.М.

Интерес к статическим параметрам полевого транзистора с p-n-переходом на затворе, таким как начальный ток стока и напряжение отсечки, проявляется чаще всего инженерами и радиолюбителями либо как к приводимым в справочниках характеристикам для сравнения транзисторов различных типов, либо в связи с подбором близких по параметрам транзисторов для дифференциального каскада. В настоящей статье речь пойдёт об использовании статических параметров при расчёте схем на полевых транзисторах.

Определения

На рис.1. приведено условное графическое обозначение полевого транзистора с n-каналом и управляющим p-n-переходом на затворе:

Рис.1 Условное графическое обозначение полевого с n-каналом и p-n-переходом на затворе.

Обозначение его выводов соответственно следующее:

G (Gate) — затвор;S (Source) — исток;D (Drain) — сток.

Основными статическими параметрами полевого транзистора с p-n-переходом на затворе являются начальный ток стока и напряжение отсечки. Начальный ток стока полевого транзистора определяется как ток, протекающий через его канал при заданном постоянном напряжении сток-исток и равном нулю напряжении затвор-исток. В англоязычной технической документации этот параметр обозначают как IDSS.

Напряжение отсечки — это такое пороговое значение напряжения затвор-исток, по достижении которого ток через канал полевого транзистора уже не изменяется и практически равен нулю. Его также измеряют при фиксированном значении напряжения сток-исток и в англоязычной документации обозначают как VGS(off) или реже как Vp.

В качестве усилительного элемента полевой транзистор работает при достаточно большом напряжении сток-исток VDS — на графике семейства выходных характеристик транзистора это значение напряжения расположено в области насыщения. Это значит, что величина тока через канал полевого транзистора, — ток стока ID, — зависит в основном лишь от величины напряжения затвор-исток VGS. Эту зависимость тока стока полевого транзистора ID от входного напряжения затвор-исток VGS описывает так называемая передаточная характеристика транзистора. Для транзисторов с управляющим p-n-переходом её обычно аппроксимируют следующим выражением:

(1)

Таким образом ток стока полевого транзистора с изменением напряжения на его затворе изменяется по квадратичному закону. Графически эту зависимость иллюстрирует приведенная на рис.2 диаграмма:

Рис.2. Пример аппроксимации зависимости тока стока ID от напряжения затвор-исток VGS квадратичной функцией при начальном токе стока IDSS = 9,5 mA и напряжении отсечки VGS(off) = -2,8 V.

В таком изменении тока стока ID с изменением напряжения затвор-исток VGS и проявляются усилительные свойства полевого транзистора. Количественно эти свойства характеризует такой его параметр как крутизна, определяемая как:

(2)

Понятно, что значение крутизны, выраженное через статические параметры полевого транзистора IDSS и VGS(off), можно получить дифференцируя выражение для передаточной характеристики (1) по dVGS:

То есть для транзистора с известными значениями начального тока стока IDSS и напряжения отсечки VGS(off) при заданном напряжении затвор-исток VGS крутизну передаточной характеристики можно рассчитать по формуле:

(3)

или, учитиывая равенство:

получаем еще одно выражение для крутизны при заданном токе стока ID:

(4)

Установка рабочей точки

На рис.3 приведены основные схемы включения полевого транзистора с управляющим p-n-переходом на затворе:

а) усилительный каскад с общим истоком;б) истоковый повторитель;в) двухполюсник — стабилизатор тока.

а)

б)

в)

Рис.3 Основные схемы включения полевого транзистора с управляющим p-n-переходом на затворе.

Во всех этих схемах для установки требуемого значения тока стока ID служит включенный в цепь истока резистор RS. Потенциал затвора полевого транзистора равен потенциалу нижнего по схеме вывода этого резистора, поэтому ток стока ID, напряжение затвор-исток VGS и сопротивление RS элементарно связаны между собой законом Ома:

(5)

Расчет сопротивления RS для установки требуемого тока стока ID для полевого транзистора с известными значеними начального тока стока IDSS и напряжения отсечки VGS(off) также можно произвести на основании выражения для передаточной характеристики (1):

откуда получаем равенство:

(6)

Разделим обе части равенства (6) на RS и, с учётом выражения (5), получим:

Соответственно выражение для значения сопротивления RS примет следующий вид:

(7)

Теория и практика

Исходя из приведенных математических выкладок логично предположить, что, измерив значения начального тока стока IDSS и напряжения отсечки VGS(off) — основных статических параметров полевого транзистора с управляющим p-n-переходом на затворе, — можно определить крутизну передаточной характеристики транзистора в заданной рабочей точке или установить рабочую точку транзистора так, чтобы получить требуемое значение крутизны, рассчитать параметры других элементов схемы, и пр. Но практические результаты чаще всего оказываются далеки от расчетных.

Такое несоответствие теории и практики отмечается и в ряде авторитетных публикаций на тему работы полевого транзистора. Так, например, в [1] один и тот же абзац содержит и утверждение о том, что передаточная характеристика полевого транзистора «достаточно точно определяется квадратичной зависимостью» в соответствии с формулой (1), и оговорку, что на практике с помощью прибора зафиксировать величину соответствующего напряжения отсечки VGS(off) очень трудно, и поэтому обычно измеряют напряжение затвор-исток при ID = 0,1·IDSS, а затем, подставив эти значения в формулу (1), вычисляют уже соответствующее ей значение напряжения отсечки по формуле:

(8)

В [2] также отмечается, что измеренное значение напряжения отсечки VGS(off), при котором величина тока стока ID становится нулевой или равной нескольким микроамперам, «не всегда будет удовлетворять равенству (1), поэтому удобнее вычислять величину как функцию VGS и экстраполировать полученную прямую линию до значения тока ID=0″.

Поскольку речь идёт о наиболее точном определении передаточной характеристики полевого транзистора с управляющим p-n-переходом на затворе, то величина напряжения отсечки VGS(off) конкретного транзистора важна лишь как параметр в выражении (1), при котором это выражение наиболее соответствует реальной передаточной характеристике этого транзистора. То же самое можно сказать и о величине начального тока стока IDSS. Таким образом может оказаться, что прямое измерение статических параметров полевого транзистора особого практического смысла не имеет, поскольку эти параметры не описывают с достаточной точностью передаточную характеристику транзистора.

На практике при проектировании схем усилительных каскадов на полевых транзисторах с управляющим p-n-переходом на затворе режим их работы никогда не выбирают таким, чтобы напряжение затвор-исток VGS было близким к напряжению отсечки VGS(off) или к нулю. Следовательно, нет никакой необходимости описывать передаточную характеристику (1) на всём её протяжении от ID=0 до ID=IDSS, достаточно сделать это для некоего рабочего участка от ID1=ID(VGS1) до ID2=ID(VGS2). Для этого решим следующую задачу.

Пусть путём измерения получены значения тока стока ID1 и ID2 соответственно для двух отстоящих друг от друга значений напряжения затвор-исток VGS1 и VGS2:

(9)

Решив систему уравнений (9) относительно значений начального тока стока и напряжения отсечки мы получим более соответствующие реальной передаточной характеристике параметры формулы (1).

Сначала определим значение . Для этого разделим второе уравнение на первое чтобы сократилось и получилось одно уравнение с одним неизвестным, которое решаем:

Таким образом искомое значение напряжения отсечки для формулы (1) определяется выражением:

(10)

А соответствующее значение начального тока стока вычисляется путём подстановки полученного по формуле (10) значения напряжения отсечки в следующее выражение, полученное из формулы (1):

(11)

Экспериментальные данные

Вычисленные по формулам (10) и (11) значения напряжения отсечки и начального тока стока после подстановки в формулу (1) должны дать более точное соответствие этой формулы передаточной характеристике реального полевого транзистора. Чтобы это проверить были проведены контрольные измерения параметров двенадцати полевых транзисторов четырёх типов — по три транзистора каждого типа.

Порядок измерений для каждого транзистора был следующим. Сначала измерялись начальный ток стока IDSS и напряжение отсечки VGS(off) полевого транзистора. Затем были измерены значения напряжений затвор-исток VGS1 и VGS2 для двух соответствующих им значений тока стока ID1 и ID2, несколько отстоящих от нулевого значения при VGS=VGS(off) и начального тока стока IDSS. Подстановка VGS1, VGS2, ID1 и ID2 в формулы (10) и (11) давала искомые значения и . Чтобы иметь возможность затем сравнить, какая же пара параметров полевого транзистора, — IDSS и VGS(off) или и , — после подстановки в формулу (1) даёт более точное соответствие этой формулы передаточной характеристике реального полевого транзистора, ток стока полевого транзистора устанавливался примерно равным половине измеренного значения его начального тока стока IDSS, то есть где-то посередине передаточной характеристики транзистора, с последующим измерением соответствующего этому току напряжения затвор-исток. Полученные таким образом значения ID0 и VGS0 — это координаты произвольно выбранной рабочей точки полевого транзистора на его передаточной характеристике. Осталось подставить теперь значение VGS0 в формулу (1) сначала с парой параметров IDSS и VGS(off), а затем с и , и сравнить оба вычисленных значения тока стока с измеренным ID0.

Результаты измерений параметров двенадцати полевых транзисторов приведены в таблице ниже.

№	Транзистор	Измеренные значения статических параметров		Значения статических параметров по формулам(10) и (11)		VGS0,В	ID0,мА	Значение тока стока ID, вычисленное по формуле (1) с параметрамиIDSS и VGS(off)		Значение тока стока I’D, вычисленное по формуле (1) с параметрамиI’DSS и V’GS(off)
№	Транзистор	IDSS,мА	VGS(off),В	I’DSS,мА	V’GS(off),В	VGS0,В	ID0,мА	ID,мА	Ошибка,%	I’D,мА	Ошибка,%
1	КП303В	2,95	-1,23	2,98	-1,35	-0,40	1,52	1,33	-12,5	1,47	-3,6
2	КП303В	2,89	-1,20	2,95	-1,32	-0,40	1,48	1,28	-13,1	1,43	-3,2
3	КП303В	2,66	-1,16	2,70	-1,24	-0,36	1,41	1,26	-10,2	1,35	-3,8
4	2П303Е	12,06	-4,26	12,73	-4,90	-1,49	6,49	5,09	-21,5	6,16	-5,2
5	2П303Е	11,24	-3,94	11,69	-4,50	-1,37	6,06	4,79	-20,9	5,67	-6,5
6	2П303Е	10,92	-3,77	11,26	-4,31	-1,29	5,91	4,73	-20,0	5,53	-6,3
7	2N3819	10,64	-3,47	10,76	-3,91	-1,08	5,90	5,05	-14,4	5,64	-4,4
8	2N3819	10,22	-3,51	10,29	-3,90	-1,06	5,73	4,98	-13,1	5,46	-4,8
9	2N3819	10,30	-3,38	10,46	-3,80	-1,07	5,67	4,81	-15,2	5,40	-4,8
10	2N4416A	8,79	-2,98	9,05	-3,27	-1,04	4,46	3,71	-16,9	4,20	-5,9
11	2N4416A	10,10	-3,22	10,31	-3,55	-1,18	4,98	4,04	-19,0	4,58	-8,0
12	2N4416A	10,92	-3,93	12,66	-4,32	-1,63	5,36	4,09	-23,6	4,92	-8,2

Выделенные цветом значения погрешностей говорят сами за себя. Если же сравнивать графики передаточной характеристики, подобные приведенному на рис.2, то линия, построенная по значениям (; ), пройдёт гораздо ближе к точке (VGS0; ID0), чем построенная по измеренным значениями напряжения отсечки и начального тока стока (VGS(off); IDSS).

Результаты будут ещё более точными, если в качестве точек (VGS1; ID1) и (VGS2; ID2) взять границы более узкого отрезка передаточной характеристики полевого транзистора, на котором он будет работать в реальной схеме. Особо следует отметить, что данный метод определения статических параметров полевых транзисторов незаменим для транзисторов с большим начальным током стока, например для таких как J310.

Литература:

Бочаров Л.Н., «Полевые транзисторы»; Москва, издательство «Радио и связь», 1984;
Титце У., Шенк К., «Полупроводниковая схемотехника»; перевод с немецкого; Москва, издательство «Мир», 1982.

sezador.radioscanner.ru

Крутизны полевого транзистора в пологой области

⇐ ПредыдущаяСтр 17 из 75Следующая ⇒

В пологой области статические характеристики идеального ПТ любого типа описываются уравнением:

, (2.1)

где β – постоянный коэффициент, зависящий от конструкции транзистора и свойств материала, из которого транзистор изготовлен.

Значение β можно выразить через параметры ПТ так, например, в случае ПТ с p-n-переходом и МДП-транзисторов со встроенным каналом:

, (2.2)

где IС0 – ток насыщения стока при UЗИ=0.

В случае использования ПТ с индуцированным каналом:

, (2.3)

где IC – ток насыщения стока, измеренный при входном напряжении UЗИ = 2U0.

Дифференцируя (2.1) находим, что крутизна характеристики тока стока по напряжению на затворе у идеального ПТ является линейной функцией напряжения затвор-исток UЗИ:

. (2.4)

Характеристики реального ПТ с p-n-переходом отличаются от идеализированных из-за несовершенства технологии изготовления, наличия немодулированных сопротивлений стока и истока, зависимости подвижности носителей от потенциалов, прикладываемых к электродам ПТ. У МДП-транзисторов дополнительное влияние на характеристики оказывают поверхностные состояния, эффекты поверхностного рассеивания, состояние подложки. Оценить величину отклонения реальных характеристик S = f(UЗИ) в пологой области (UСИ>U0) от идеализированной можно с помощью рисунка 2.6.

При малых напряжениях затвор-исток через канал протекают значительные тока, создающие на модулированном сопротивлении истока падение напряжения, которое действует как напряжение отрицательной обратной связи, уменьшая изменение крутизны. Это наиболее заметно у мощных ПТ, типа КП903 (кривая 1 на рисунке 2.6). При напряжении на затворе, близком к запиранию, наблюдается резко выраженное отклонение реальной характеристики от идеализированной, обусловленное неоднородностью канала и идентичностью элементарных ячеек, образующих мощный ПТ.

Характеристика прибора простой конструкции типа КП101В (кривая 4), состоящего из одной элементарной ячейки наиболее близка к идеализированной. Для ПТ, имеющих характеристики, близкие к квадратичной параболе, нетрудно вывести аналитические выражения для расчета нелинейных искажений.

Пусть на вход ПТ апериодического усилителя подается сигнал:

, (2.5)

где UЗ0 – напряжение смещения.

Подставляя выражение (2.5.) в (2.1.) определим выходной ток ПТ:

. (2.6)

Из уравнения (2.6) определим коэффициент гармоник:

. (2.7)

Выразив U0-UЗ0 через другие параметры ПТ, выражение для коэффициента гармоник можно записать в следующей форме:

. (2.8)

Для транзисторов с p-n-переходом и МДП-транзисторов со встроенным каналом уравнение (2.7) можно записать в виде:

. (2.9)

Из уравнения (2.4) видно, что у идеального ПТ отсутствуют производные крутизны выше первой (S″, S′′ и т.д.), обуславливающие специфические искажения селективных усилителей (вторичную модуляцию, перекрестные искажения, нелинейные искажения огибающих и т.д.). Покажем, что одной из причин появления у реального ПТ производных крутизны любого порядка является наличие немодулированного сопротивления истока rИ.

Как следует из эквивалентной схемы, для области средних частот приведенной на рисунке 2.5 реальным ПТ управляет напряжение:

. (2.10)

Рис. 2.5. Модель регулятора с изменением крутизны

Подставив уравнение (2.10.) в (2.1.) и, решив относительно iC, найдем:

. (2.11)

Продифференцировав уравнение (2.11) по напряжению на входе найдем крутизну выходного тока с учетом немодулированного сопротивления rИ:

. (2.12)

Повторное дифференцирование уравнения (2.12) позволяет отыскать производные выходного тока высших порядков:

. (2.13)

. (2.14)

. (2.15)

Как указывалось выше существует ряд причин, вызывающих отклонение реальных характеристик ПТ от идеальных. В ряде случаев учесть их влияние можно соответствующим образом увеличивая rИ.

При этом под rИ подразумевается некоторое эквивалентное сопротивление rИ, включенное в исток идеального транзистора для получения характеристик соответствующих реальному ПТ. Например, согласно данным разработчиков, немодулированное сопротивление истока транзистора КП301Б близко к 10 Ом. Используя (2.11) нетрудно построить зависимость IC = f(UЗИ) с учетом rИ = 10 Ом, однако она отличается от экспериментальной (рисунок 2.7).

Добиться хорошего совпадения теоретической и экспериментальной кривой можно выбрав rИ = 30 Ом, что иллюстрирует рисунок 2.7. Следовательно, при расчете крутизны и ее гармоник для указанного типа транзистора необходимо выбирать rИ = 30 Ом.

Эквивалентное сопротивление RИ включенное в цепь истока идеального ПТ назовем эффективным сопротивлением истока. Выражения для расчета производных выходного тока высших порядков с учетом эффективного сопротивления истока принимают вид:

, (2.16)

, (2.17)

, (2.18)

и т.д.

В практических случаях, особенно при работе регулируемого каскада на высокоомную нагрузку, при оценке нелинейных искажений следует учитывать величину выходного сопротивления реального ПТ и зависимость этого сопротивления от входного и выходного напряжений.

Рис. 2.7. Передаточные характеристики транзистора КП301Б:

1 – идеальная, rИ=0; 2 – теоретическая, rИ = 10 Ом; 3 – теоретическая,

rИ = 30 Ом; 4 – экспериментальная

На рисунке 2.8 приведены зависимость тока IC крутизны S и выходной проводимости G от напряжения между первым затвором и истоком UЗИ1 для тетрода КП306, снятые в пологой области.

Из рисунка видно, что, выходная проводимость ПТ резко изменяется при изменении входного напряжения. Существенные отклонения крутизны и выходной проводимости от линейной зависимости вблизи напряжения отсечки и при больших напряжениях между первым затвором и истоком, являются причиной возрастания специфических искажений селективных усилителей при работе на этих участках характеристик.

mykonspekts.ru

Крутизны полевого транзистора в пологой области. Крутизна полевого транзистора

2. Основные параметры полевого транзистора

Характеристики и параметры полевого транзистора: схемы, вольт-амперные кривые

Схемы включения транзистора.

Выходные (стоковые) характеристики.

Графический анализ схем с полевыми транзисторами.

Параметры, характеризующие свойства транзистора усиливать напряжение.

ПРОБНИК ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Детали пробника

Настройка испытателя полевых транзисторов

Работа с прибором

Изменение крутизны полевого транзистора | Техника и Программы

2. Основные параметры полевого транзистора

теория и практика — Сайт инженера Задорожного С.М.

Крутизны полевого транзистора в пологой области

Видеоматериалы

Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше

Соответствует ли вода и воздух установленным нормативам?

С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей

Столичный Водоканал готовится к зиме

Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе

Актуальные темы

Формирование энергосберегающего поведения граждан

Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год

НАУЧИМСЯ ЭКОНОМИТЬ В БЫТУ

Рубрикатор

Пользователю

Доп.информация

<<	<	Ноябрь 2013			>	>>
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
				1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30