15914 P1030342

266 M.Polowczyk, E.KIugmann - PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Rys. 6.40. Zależność pojemności tranzystora JFET od napięć między elektrodowych

Jakościowo, zależność pojemności tranzystora JFET od napięć iniędzyclektro-owych przedstawia rys.6.40. Konkretne wartości pojemności tranzystora zależą oczywi-:ie od wykonania tranzystora i jego polaryzacji. Przykładowo, tanzystor BF245 firmy bilips ma przy U_DS=20V i U_GS=-1V następujące wartości pojemności: C_cs=4,0pF; _GD=l.lpF;C_DS=l,6pF.

Wielkością istotną z punktu widzenia właściwości małosygnałowych tranzystora fET jest transkonduktancja g_m występująca w modelu małosygnałowym (rys.6.39b). kreślą się ją jako nachylenie charakterystyki statycznej przejściowej

dl

^gm “lu,

D

^GSks-<

(6.168)

Wartość transkonduktancji danego tranzystora zależy od spoczynkowego punktu icy tranzystora (Uqs i U_DS). Kształt tej zależności można otrzymać bezpośrednio Z acji (6.148) i (6.149):

la zakresu omowego

(6.169)

Sm “ ^B ' ^UDS

₂ ^DSS ^UDS ² Up ' Up

a zakresu zaciśnięcia kanału

(6.170)

_&1=b(u_gs-u_p)=^=_tj^_

Warto zauważyć, że transkonduktancja w zakresie zaciśnięcia kanału jest liniową cęją napięcia Uq§. Umożliwia to prostą realizację wzmacniaczy z regulowaną warto-wzmocnienia. Można bowiem wykazać, że wzmocnienie napięciowe we wzmacnia-rezystancyjnym, wykonanym na tranzystorze JFET, w układzie WS jest równe

(6.171)

^KU = ' firn * ^RD

i:R₀- rezystancja obciążenia w obwodzie drenu,

Właściwości dynamiczne wiclkosygnałowe tranzystora JFET dają się jednoznacznie wyprowadzić z modelu dynamicznego wielkosygnałowego wówczas, gdy w pełni określone są zależności pojemności tranzystora od jego napięć międzyclcktrodowych. Niestety, niekiedy zależności te znane są tylko w postaci ogólnej. Dlatego często dla tranzystorów JFET podaje się dodatkowo charakterystykę przełączania dającą informację o właściwościach dynamicznych tranzystora (rys.6.41).

i

Rys. 6.41. Układ testowy (a) i typowa charakterystyka przełączania tranzystora JFET (b);

■off - czas wyłączania tranzystora, t_d - czas opóźnienia odpowiedzi, (, - czas narastania prądu tranzystora,

In -czas opadania impulsu wejściowego, t,| - czas narastania impulsu wejściowego

ln«°0

Jako przykład podane są poniżej parametry charakterystyki przejściowej tranzystora 2N4091 (Philips) przy U_DD=3V, R_D=425Q, -U_GSM=12V, l_n=lns, t_rI=lns, R,=50Ś2 -rezystancja wyjściowa źródła sygnału Uj:

•    tppp < 40 ns, t_d < 15 tis, tj. < 10 ns;

•    przebieg u₀(t) zdejmowany oscyloskopem o parametrach: t_r < 0,4 ns - czas narastania

odpowiedzi na pobudzenie skokowe, Rj > 9,8 MQ - rezystancja wejściowa sondy pomiarowej, C_t < 7 pF - pojemnośćwcjściowa sondy pomiarowej.

W niektórych zastosowaniach tych tranzystorów ważne znaczenie ma wzrost prądu I_D przy stałym napięciu U_GS i wzrastającym U_DS (patrz rys.6.36). Efekt ten uwzględnia się w modelu dynamicznym wiclkosygnałowym w opisie funkcji I_D(U_GS,U_DS), natomiast w modelu małosygnałowym za pomocą konduktancji g_ds;

(6.172)

Konduktancja ta w realnych tranzystorach posiada wartości w przedziale od 10pA/V do 400fiA/V. Niekiedy zamiast konduktancji g_ds podaje się jej odwrotność jako tzw. rezystancję wyjściową tranzystora (2,5kQ...100kQ).