Статические вольтамперные характеристики полевых транзисторов.

Работа полевого транзистора с управляющим р-n-переходом основана на изменении сопротивления канала за счет изменения ширины области р-n-перехода, обедненной носителями заряда, которое происходит под действием обратного напряжения, приложенного к нему.

В выходных характеристиках полевого транзистора можно выделить две рабочие области: ОА и АВ (рис. 5,а). Область ОА называют крутой областью характеристики; область АВ — пологой или областью насыщения. В крутой области транзистор может быть использован как омическое управляемое сопротивление. В усилительных каскадах транзистор работает на пологом участке характеристики.

При малых значениях напряжения и малом токе транзистор ведет себя как линейное сопротивление. Увеличение напряжения приводит к почти линейному возрастанию тока . По мере роста напряжения характеристика все сильнее отклоняется от линейной, что связано с сужением канала у стокового вывода. При определенном значении тока стока наступает так называемый режим насыщения (рис.5,а), который характеризуется тем, что с увеличением ток меняется незначительно. В итоге последний остается почти постоянным. Напряжение, при котором наступает режим насыщения, называется напряжением насыщения . Оно, как видно из рис.5,а, меняется при изменении напряжения . Поскольку влияние и на ширину канала у стокового вывода практически одинаково, то

.

При значительном увеличении напряжения у стокового конца наблюдается пробой р-n-перехода.

Входная характеристика полевого транзистора с управляющим р-n-переходом (рис. 5,б) представляет собой обратную ветвь вольтамперной характеристики р-n-перехода. Хотя ток затвора несколько меняется при изменении напряжения и достигает наибольшего значения при условии короткого замыкания выводов истока и стока (ток утечки затвора ), им в большинстве случаев можно пренебречь. Изменение напряжения не вызывает существенных изменений тока затвора, что характерно для обратного тока р-n-перехода.

При работе в пологой области вольтамперной характеристики ток стока при заданном напряжении определяется из выражения

,

где — начальный ток стока, под которым понимают ток при и напряжении на стоке, превышающем напряжение насыщения: . Напряжение между затвором и истоком, при котором ток стока достигает заданного низкого значения ( 0), называют напряжением отсечки полевого транзистора .

Так как управление полевым транзистором осуществляется напряжением, то для количественной оценки управляющего действия затвора используют крутизну характеристики:

Крутизна характеристики достигает максимального значения при . Зависимость крутизны от напряжения имеет вид:

.

Таким образом, крутизна характеристики полевого транзистора уменьшается при увеличении напряжения, приложенного к его затвору.

Важным параметром полевого транзистора является дифференциальное внутреннее сопротивление канала

.

Упрощенная эквивалентная схема полевого транзистора с управляющим р-n-переходом приведена на рис.6.