Основные электрические параметры полевых транзисторов

Независимо от конструкции ПТ характеризуются одними и теми же элек­трическими параметрами, различия проявляются только в количественных зна­чениях этих параметров.

 

1. Крутизна стоко-затворной характеристики (характеристики управления) S [ мА/В];

Коэффициент усиления каскада на полевом транзисторе зависит от крутизны

 

К_u = S R_н (10.4)

 

2. Внутреннее (дифференциальное) сопротивление, являющееся выходным со­противлением R_выx транзистора в [кОм]

R_i = DU_СИ/DI_С при U_3И = const. (10.5)

 

Дифференциальное сопротивление определяется по статическим стоковым характеристикам. Оно практически не зависит от тока стока и уменьшается с увеличением напряжения на стоке.

 

3. Статический коэффициент усиления по напряжению.

Показывает, во сколько раз изменение напряжения на затворе больше, чем изменение напряжения на стоке:

 

m= DU_cи / DU_зи при Ic = const. (10.6)

 

4. Ток затвора I₃. Ток затвора у транзисторов с управляющим р-п переходом зависит от температуры;

У МДП-транзисторов этой зависимости практически нет. Величина тока затвора не превышает десятков [нА ]

 

Пороговое напряжение

и_пор или напряжение отсечки.

Изменяется с изме­нением температуры, величина его и знак зависят от типа транзистора и состав­ляют доли или единицы вольт.

 

6. Емкости транзистора:

С_зи - входная; С_зс - проходная; С_си - выходная.

С увеличением напряжения на стоке U_c емкости уменьшаются, причем выход­ная меняется существенно, входная и проходная - на 10 - 15%.

 

7. Коэффициент шума [дБ]

Шумы ПТ определяются тремя составляющими:

- тепловой;

- избыточный (фликкер-шум или 1/f);

- дробовый.

Избыточный или l/f шум преобладает в области низких частот, его интенсив­ность изменяется примерно обратно пропорционально частоте. Источником его являются произвольные локальные изменения электрических свойств мате­риалов.

У ПТ с управляющим p-n переходом 1/f шум превышает тепловой только на частотах, меньших 100гц, у МДП-транзисторов он более интен­сивен и начинает заметно проявляться с частот порядка f = 1 - 5МГц.

Источником дробового шума является ток утечки затвора. Этот источник шума не является преобладающим и обычно он не учитывается.

 

Тепловой шум является основным на средних частотах, источник его - сопро­тивление канала постоянному току.

 

Тепловой и дробовой шумы не зависят от частоты, напряжение теплового и дробового шумов изменяются только при изменении полосы пропускания.

 

Коэффициент шума характеризует ухудшение соотношения сигнал/шум на выходе усилительного элемента, равен отношению на выходе к С/Ш на входе, выраженное в децибеллах.

 

 

К_Ш=10log ((P_C/P_Ш)_вых/(P_C/P_Ш)_вх) = 20log ((U_C/U_Ш)_вых/(U_C/U_Ш)_вх) (10.7)

 

Коэффициент шумов зависит от внутреннего сопротивления источника усили­ваемого сигнала R_г.

 

Основные предельно допустимые эксплуатационные параметры полевых транзисторов

1. Максимально допустимо значение тока стока транзистора /_{ct max};

2. Максимально допустимая мощность;

3. Максимально допустимые электродные напряжения U_СИ, U_3И, U_3C;

и максимально допустимое напряжение между подложкой и истоком U_{ПИ max};

4. Частотные свойства ПТ, используемого в качестве усилительного элемента, принято оценивать частотой f_гр на которой коэффициент усиления каскада К_I уменьшается в корень из 2 раз:

5. Температурная зависимость параметров и характеристик ПТ.

Параметры ПТ зависят от температуры. Определяется влиянием температуры на напряжение отсечки (пороговое напряжение) и ток стока. Изменение напряжения отсечки относительно невелико.

При изменении температуры в одну сторону ток стока может как увеличиваться, так и уменьшаться. Температурный коэффициент тока стока может принимать положительное, нулевое или отрицательное значение.

Основными физическими причинами температурных изменений тока стока являются температурные зависимости подвижности носителей и порогового напряжения.