Инженерные модели полевых транзисторов
3.4.1. Полевой транзистор с управляемым p-n-переходом
По правилам строгая эквивалентная схема канального транзистора предполагает использование модели с распределенными параметрами, так как области канала и затвора представляют собой распределенную RC-цепь. Однако расчеты, связанные с такой моделью, получаются неоправданно сложными, поэтому в инженерной практике используют эквивалентную схему с сосредоточенными параметрами (рис. 3.11). Схема дана без учета индуктивностей выводов полевого транзистора (ПТ), влияние которых проявляется в диапазоне частот свыше 300 мГц. В схеме:
S *( w) - действующая крутизна транзистора;
Сзи, Сзс, R зи , R зc - соответственно емкости и сопротивления обратносмещенного перехода;
r зи и r зс - омические сопротивления области затвора;
r си - дифференциальное сопротивление канала (его нередко называют внутренним сопротивлением);
r с - сопротивление области стока;
r и - сопротивление области истока.
|
С учетом практических областей использования ПТ эквивалентную схему можно упростить. Так, например, сопротивления R зи , R зc имеют величины 108-1010 Ом, поэтому учитывать их целесообразно только при использовании ПТ в схемах электрометрии. Влияние омических сопротивлений области затвора r зи и r зс (их величина не превышает 10-20 Ом) незначительно вплоть до предельной частоты генерации. Влияние дифференциального сопротивления канала в типовом для усилительных схем диапазоне частот (до 0,7 f г) на усилительные и частотные свойства ПТ может также не учитываться. Анализ и расчеты частотной зависимости крутизны ПТ показывают, что для современных ПТ граничная частота крутизны превышает предельную частоту генерации транзистора в 2-5 раз, поэтому в типовом диапазоне
|
|
|
использования ПТ зависимость крутизны ПТ от частоты может не учитываться: граничная частота крутизны определяется как частота, на которой
модуль крутизны уменьшается в по сравнению с его максимальным значением. На основании этих аргументов эквивалентная схема (рис. 3.11) может быть упрощена до вида (рис. 3.12).
Рис. 3.12. Упрощенная эквивалентная схема полевого канального транзистора
Эта схема вполне пригодна для инженерных расчетов усилителей на ПТ и широко используется разработчиками электронной аппаратуры. В упрощенной схеме ПТ крутизна S - реальная величина, измеренная в статическом режиме.
3.4.2. Полевой МОП-транзистор с изолированным затвором
В отличие от канального транзистора в МОП-транзисторе необходимо еще учитывать активное влияние подложки, которое в эквивалентной схеме для МОП-транзистора можно отразить в виде генератора тока. В реальных дискретных и интегральных схемах подложку обычно соединяют с истоком и тогда генератор тока можно исключить из схемы. Кроме того, сопротивления участков затвор-исток и затвор-сток в МОП-транзисторе учитывают сопротивление диэлектрика в области затвора. Входное сопротивление ПТ со стороны затвора составляет не менее 1014-1017 Ом, поэтому с этими сопротивлениями реально нужно считаться только в электрометрических схемах. На основании проведенного анализа в данной работе будет дана только упрощенная эквивалентная схема МОП-транзистора (рис. 3.13), используемая в типовых инженерных расчетах усилителей.
|
|
|
Крутизна по затвору в этой схеме предполагается не зависящей от частоты. Кроме того, в схеме отсутствует сопротивление участка «подложка-сток» (Rпс), но оно так велико по сравнению с сопротивлением канала (r си), что с его шунтирующим действием можно не считаться.
Более подробное описание эквивалентных схем полевых транзисторов с объемным и приповерхностным каналами дано в [1].
|
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 196; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!