Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Рутледж Д. -> "Энциклопедия практической электроники" -> 88

Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.

Рутледж Д. Энциклопедия практической электроники — M.: ДМК Пресс, 2002. — 528 c.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка): enciklopediya2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 193 >> Следующая

Прикладываемое к затвору напряжение управляет током, протекающим между ,истоком и стоком. Принцип работы полевого транзистора определяется обратно смещенным р-п переходом затвора, что, в свою очередь, обеспечивает очень высокое значение полного входного сопротивления. Изолирующим переходом и р-п переходом затвора образованы две области обеднения, где нет подвижных носителей заряда, в силу чего кремний в этих областях по своим свойствам приближается к диэлектрику. Области обеднения возникают в кремнии из-за того, что подвижные носители заряда под действием электрического поля диффундируют из области р-п перехода в р- и n-области полупроводника, оставляя в области обеднения ионизированные (то есть обладающие зарядом) неподвижные примесные атомы. Электроны могут проходить между двумя областями обеднения, образованными затворным и изолирующим переходами. Эта область получила название канал. Размеры области обеднения зависят от напряжения, которое приложено к р-п переходу. Подложка р-типа, как правило, подключается к выводу истока, поэтому ширина области обеднения изолирующего перехода постоянна. Но если отрицательное напряжение, приложенное к затвору, увеличить, то его область обеднения также увеличится. Это уменьшит эффективную ширину (поперечное сечение) канала и, следовательно, величину протекающего тока. График изменения данных величин для полевого транзистора с управляющим р-п переходом типа J309, который применяется в радиостанции NorCal 40А, приведен на рис. 9.15.
9.9. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ рМ7
-3 -2 -1 О
Напряжение затбар-исток Vgs, В
Рис. 9.15. Экспериментально полученный график зависимости тока стока ld от напряжения
исток-затвор U81 для полевого транзистора с управляющим р-п переходом J309, применяемого
в трансивере NorCal 4OA _ _ _
Примечание к рис. Напряжение сток-исток фиксировано^ составляет 5 -?. Пунктирная линия на графике представляет теоретическую зависимость, рассчитанную в соответствии с выражением 9.74 для значений 7dss = 23 мА и Uc = -2,6 В.
Если отрицательное напряжение на затворе будет достаточно большим, канал перекроется полностью и ток протекать не будет. Эта величина получила название напряжение отсечки (Uc).
Полевой транзистор может работать в двух различных режимах в зависимости от того, является ли напряжение стока большим или маленьким. Применительно к биполярному транзистору это соответствует либо условию насыщения, либо активной области.
Область низких напряжений для полевого транзистора называется линейной областью и более подробно рассматривается в главе 13 при изучении схемы АРУ. В этой главе речь пойдет только об активной области, когда напряжение стока велико. Точный анализ процессов, происходящих в полевом транзисторе с управляющим р-п переходом, достаточно сложен, однако для активной области точное значение тока стока Id можно рассчитать по формуле:
Id = WO" /ис)2 ^ (9.74)
[218] 9. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Напряжение исток-затбор Vgs, В
Рис 9.16. Экспериментально полученный график зависимости крутизны прямой передачи дв от напряжения затвор-исток Ug полевого транзистора J309_
Примечание к рис. Напряжение исток-сток фиксировано и равно 5 В. Пунктирная линия представляет теоретическую зависимость, построенную в соответствии с расчетами по формуле 9.76 для значений Idss = 23 мА и (7С = -2,6 В. Более подробная информация приведена в паспортных данных транзистора (см. приложение 4).
где Idss - ток при нулевом напряжении затвор-исток. Аббревиатура dss расшифровывается следующим образом: ток стока (drain) - исток (source) с затвором, закороченным (shorted) на исток. Результаты расчета тока по этой формуле на рис. 9.15 показаны пунктиром (для сравнения с экспериментальными данными).
Тангенс угла наклона кривой тока стока dld / dU^ называется крутизной характеристики прямой передачи полевого транзистора (gm). Она соответствует такому параметру, как усиление по току ? для биполярного транзистора, поскольку показывает, какое именно изменение выходного тока вызовет изменение входного напряжения. Можно записать:
g.=^ (9.75)
На рис. 9.16 приведен график зависимости для крутизны характеристики прямой передачи полевого транзистора.
Крутизна имеет большое значение при напряжениях, близких к нулю, и снижается до нуля при напряжении отсечки Uc. Эта характеристика используется
20 і-1-и—
9.10. ИСТОКОВЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ [219
Затбор о+ Vg5 —о
Исток
gmvgs (1
Сток
v;
O-
Vdd
о
V
R
Vi
0+ Vgs —OV
gmVgs (і
R
о)
б)
Рис9.17. Эквивалентная схема полевого транзистора с управляющим р-п переходом (а), схема истокового повторителя с сопротивлением нагрузки R (6) и эквивалентная схема для переменного сигнала истокового повторителя (в)
в схеме запуска перестраиваемого генератора (см. задачу № 26). Генерация начинается с нулевым напряжением смещения, при котором крутизна прямой передачи велика. Это гарантирует, что генерация будет начинаться должным образом. После того как процесс генерации стабилизируется, напряжение смещения снизится почти до напряжения отсечки, в область, где gm станет минимальной. Это обеспечивает стабильные условия работы транзистора. Продифференцируем уравнение 9.74, чтобы найти упрощенное выражение для расчета gm:
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 193 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed