ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ: УСТРОЙСТВО; ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ; ВАХ; ПАРАМЕТРЫ.

Устройство полевого транзистора с изолированным затвором и встроенным каналом показано на рис. 4.6.

Условные графические обозначения МДП-транзистора со встроенным каналом n-типа (а) и p-типа (б)

Он представляет собой монокристалл полупроводника; обычно кремния, где создана электропроводность какого-либо типа, в рассматриваемом случае p-типа. В нем созданы две области с электропроводностью противоположного типа (в нашем случае n-типа), которые соединены между собой тонким приповерхностным слоем этого же типа проводимости. От этих двух зон сформированы электрические выводы, которые называют истоком и стоком. На поверхности канала имеется слой диэлектрика (обычно диоксида кремния) толщиной порядка 0.1мкм, а на нем методом напыления наносится тонкая металлическая пленка, от которой также делается электрический вывод – затвор. Иногда от основания (называемого подложкой (П)) также делается вывод, который накоротко соединяют с истоком.

Если в отсутствии напряжения на затворе приложить между истоком и стоком напряжение любой полярности, то через канал потечет ток, представляющий собой поток электронов. Через подложку ток не потечет, так как один из p-n-переходов будет находится под действием обратного напряжения.

 

19. МАЛОСИГНАЛЬНЫЕ ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА С p–n-ПЕРЕХОДОМ. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ.

Характеристики транзистора нелинейны. Однако если он находится в некотором режиме (режим определяется током через транзистор и напря­жений на его электродах), то при малом изменении токов и напряжений участки характеристик можно считать отрезками прямых. В таком случае для малых сигналов транзистор можно представить линейным четырёхпо­люсником.

Он описывается системой двух линейных алгебраических уравнений:

Зададим приращения токов и напряжений в виде малых гармонических колебаний.

U_1m = h₁₁I_1m + h₁₂U_2m

I_2m = h₂₁I_1m + h₂₂U_2m.

Уравнениям соответствует эквивалентная схема

h₁₁=– входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе для переменной составляющей тока;

h₁₂= – коэффициент обратной связи по напряжению при ра­зомкнутом входе для переменной составляющей тока;

h₂₁= – дифференциальный коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе для переменной составляющей;

h₂₂= – выходная проводимость транзистора при разомкну­том входе для переменной составляющей тока.

 

МАЛОСИГНАЛЬНЫЕ ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ.

Все ПТ по своим конструктивным особенностям можно разделить надве группы:

1) полевые транзисторы с управляющим р-п переходом (канальные, илиуниполярные транзисторы);

2) полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП-илиМОП-транзисторы).

Малосигнальная модель МДП-транзистора. Малосигнальная эквивалентная схема показана на рис. 5. Одновременно штриховыми линиями изображены элементы МДП-структуры, что наглядно поясняет связь параметров эквивалентной схемы с этими элементами.

Из четырех конденсаторов, показанных на рис. 5, только Сиз и Ссз непосредственно связаны с МДП-структурой.

Быстродействие, определяемое перезарядом этих конденсаторов, принципиально связано со временем пролета через канал. Емкости Сиз и Ссз зависят от напряжений. Если Uси мало, то обе емкости равны друг другу

Когда МДП-транзистор входит в режим насыщения, принимают а Соз=0 Еще два конденсатора включены между подложкой и истоком (Сип) и подложкой и стоком (Ссп) и отображают барьерные емкости обедненных областей соответствующих обратновключенных р-n переходов.

21. СИСТЕМА Y-ПАРАМЕТРОВ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ, ИХ СВЯЗЬ С ФИЗИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ.

При исследовании усилительных свойств активных элементов на радиочастотах используются системы уравнений с Y-параметрами. Формальная и физическая схемы замещения биполярного транзистора как четырехполюсника с общей базой приведены на рис. 5.1. Схеме на рис. 5.1, а соответствует система уравнений квазилинейного четырехполюсника с Y-параметрами:

(5.1)

(5.2)

где входная проводимость при КЗ выхода;

обратная проводимость при КЗ входа;

прямая проводимость при КЗ выхода;

выходная проводимость при КЗ входа.

В физической П-образной схеме замещения каскада (рис. 5.1, б) используются реальные физические проводимости между эмиттером, базой и коллектором транзистора, которые трудно поддаются расчету:

(5.3)

(5.4)

(5.5)

Рис. 5.1. Схемы замещения транзистора: а−формальная; б − физическая

Достоинством физической схемы перед формальной является наличие в ней лишь одного генератора тока по сравнению с формальной двухконтурной схемой, имеющей два генератора.

Однако для Y-параметров формальной схемы замещения разработаны пригодные по точности методики расчета, обеспечивающие их широкое распространение при проектировании схем. Чтобы совместить достоинства обеих схем, используется гибридная схема замещения, в которой физические параметры выражены через формальные:

(5.6)

(5.7)

(5.8)

(5.9)

 

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 317; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!