Tranzystor polowy (parametry statyczne)

Nie ma procesu wstrzykiwania nośników przez złącze. Prąd płynie cały czas przez materiał tego samego typu (n lub p) tzw kanałem. Zmiany amplitudy tego prądu uzyskuje się zmieniając rezystancję kanału.

Prąd obciążenia płynie od źródła S do drenu D przez kanał typu n. Szerokość tego kanału ograniczona jest przez dwa złącza typu p-n powstałe w wyniku wprowadzenia do jednorodnej płytki typu n dwóch wysepek typu p połączonych z elektrodą sterującą bramki G. W normalnych warunkach pracy złącze bramka- kanał jest polaryzowane w kierunku wstecznym, a sterowanie pracą tranzystora odbywa się przez zmianę napięcia bramka- źródło U_GS. Dla prądu drenu b.małego:

Dla U_GS=0 szerokość kanału jest z góry i z dołu ograniczona przez obszary ładunku przestrzennego złącz p-n (rozmiar określony przez potencjały dyfuzyjne złącz). Drugi rysunek odpowiada spolaryzowaniu złącz małym nap wstecznym. Ładunek przestrzenny wnika w obszar kanału, którego szerokość maleje (rośnie jego rezystancja) ale prąd może cały czas przepływać przez kanał. Dla U_GS=U_P (odcięcia) ładunki przestrzenne obu złącz stykają się. Szerokość kanału spada do 0. Prąd drenu przestaje płynąć. Wpływ prądu drenu na tranzystor polowy:

Pierwszy: prąd drenu I_D=0. Szerokość kanału na całej długości jest jednakowa. Drugi: Złącze kanał- bramka jest polaryzowany przez napięcie wypadkowe będące sumą napięcia zewnętrznego U_GS oraz poprzecznego spadku napięcia na kanale wywołanego prądem I_D. Wartość napięcia wzdłuż kanału rośnie więc szerokość obszaru ładunku przestrzennego zmienia się wzdłuż kanału stając się coraz większa. Rezystancja rośnie wraz ze wzrostem prądu drenu. Gdy prąd drenu jest tak duży, że następuje połączenie obu obszarów ładunku prąd drenu nie może przestać płynąć, byłoby to równoważne z zanikiem poprzecz. spadku napięcia i ponownym otwarciem kanału. Prąd drenu płynie dzięki poprzec. polu elektrycz. Jest stałe i nie zależy od U_DS.

Maksymalny prąd drenu jaki może płynąć przez tranzystor w normalnych warunkach pracy (wsteczna polaryzacja złącza bramka-kanał) wystąpi przy zerowej wartości napięcia bramka-źródło. I_DSS=U_P/3R₀ Dla małych napięć drenu charakterystyki wyjściowe dla obszarów nienasycenia i nasycenia są opisane zależnościami:

I_D=(1-U_GS/U_P)⋅U_DS/R₀ I_D=I_DSS⋅(1-U_GS/U_P)ⁿ

Parametry małosygnałowe: tranzystor polowy złączowy można potraktować jako czwórnik nieliniowy o właściwościach statycznych opisanych rodzinami charakterystyk wyjściowych i przejściowych. Podobnie jak dla tranz. Bipolarnego określamy punkt pracy i dla tego punktu wyznaczamy małosygnałowe parametry różniczkowe typu `y' lub 'z' opisujące wł. Tranz. W otoczeniu tego punktu. Parametry te stanowią elementy małosygnałowego schematu zastępczego tranz. i zależą od punktu pracy oraz zakresu częstotliwości.

W zakresie małych częst.: g_m-transkonduktacja bramki g_m=δI_D/δU_GS|U_DS=const; g_d=δI_D/δU_DS|U_GS=const -konduk- tancja wyjściowa(kanału). W zakresie średnich częst.

Dodatkowo należy uwz- gl. istnienie pojemności bramki C_g (fizycznie to pojemność złącza bra-mka-kanał, spolaryzowanego w kier. wstecznym). W schemacie zastępczym dzieli się ona na pojemność bramka-źródło C_gs oraz poj. Bramka-dren C_gd. Gdy U_DS rośnie i powiększa się obszar ładunku przestrzennego w kanale, pojemności te maleją. W obszarze nasycenia są one fizycznie rozdzielone przewężeniem kanału. W zakresie b. dużych częst. należy strukturę kanału rozpatrywać jako linię długą RC o stałych rozłożonych nierównomiernie. Wtedy również duży wpływ mają rezystancje rozproszone źródła i drenu oraz pojemności i indukcyjności doprowadzeń elektrod tr.

---