Laboratorium Elektroniki cz I 2

100

4.    Napięcie przebicia dren-żródło U_Dss - napięcie przebicia kanału pomiędzy dre-nem a źródłem przy zwarciu bramki (Ugs = 0). Parametr ten jest podawany dla tranzystorów polowych z kanałem wzbogacanym. Mechanizmy tego przebicia to procesy lawinowe lub skrośne (charakterystyki obszaru II na rys. 5.4).

5.    Napięcie przebicia U_Gss - napięcie przebicia pomiędzy bramką a podłożem przy zwartych elektrodach drenu i źródła (Uos = 0) dla określonej wartości prąd_u bramki Ig-

6.    Napięcie maksymalne U_Dsmax - maksymalne, dopuszczalna wartość napięcia Uds ustalona przez producenta z określonym zapasem względem napięcia przebicia, w celu osiągnięcia założonej niezawodności pracy.

7.    Napięcie progowe bramki U_Gs(th) - napięcie bramki Uqs powodujące włączenie kanału w tranzystorach z kanałem wzbogacanym. Przyjmuje się, że jest to taka wartość napięcia Ugs, przy której prąd drenu osiąga określoną wartość (np. 1 pA lub 10 pA) przy ustalonej wartości napięcia Uds-

8.    Napięcie odcięcia bramki U_GS(offi - napięcie bramki U_GS powodujące włączenie kanału w tranzystorach z kanałem zubożanym. Określone analogicznie jak UGS(th)-

9.    Rezystancja kanału r_Ds(oisi) - rezystancja statyczna kanału tranzystora w stanie nasycenia mierzona dla warunków maksymalnego prądu Id-

10.    Rezystancja kanału r_Ds(OFF> - rezystancja statyczna kanału tranzystora mierzona w stanie zatkania. Typowa wartość ok. 10¹⁰ Q.

5.2.4. Parametry małosygnałowe tranzystora MIS

W przypadku tranzystorów polowych z izolowaną bramką najczęściej do analizy małosygnałowej wykorzystuje się parametry admitancyjne:

1. Transkonduktancja g_m (g₂i) - charakteryzuje właściwości wzmacniające tranzystora przyjmując wartości od kilku do kilkunastu mS. Zgodnie z definicją jest to stosunek przyrostu prądu drenu Id do powodującego go przyrostu napięcia bramki U_Gs przy stałej wartości napięcia drenu U_Ds = const.

Air,

dla U_DS= const, AU_DS = 0.

₌_Ł₌.

dU

GS

AU

GS

W zakresie nienasycenia, po zróżniczkowaniu równania (5.1),

g_m = PU_DS    (5.5)

natomiast w zakresie nasycenia, w efekcie zróżniczkowania równania (5.2), otrzymujemy:

g_m = P(Ugs - Ut) = 2 Iq(Ugs - Ut)'¹    (5.6)

Zgodnie z otrzymanymi wyrażeniami należy oczekiwać liniowej zależności trans-konduktancji g_m od napięcia U_Ds w zakresie nienasycenia przy braku zależności od napięcia Ugs. ^w zakresie nasycenia natomiast odwrotnie - znika zależność od napięcia drenu, pojawia się jednak zależność od wartości napięcia bramki Ugs-

Następnym czynnikiem wpływającym na wartość transkonduktancji jest napięcie podłoża. Wraz ze wzrostem wartości napięcia Ubs rośnie konduktancja kanału, co prowadzi do spadku wartości g_m.

W pierwszym przybliżeniu ilustruje to równanie:

9m ⁼ gmo i DgmUgS    (5-7)

gdzie: g_mo - transkonduktancja dla U_Bs = 0,

Dgm = gm/AUss - nachylenie charakterystyki g_m = f(U_Bs).

o typowych wartościach (50-100) mS/V (znak „+" obowiązuje w przypadku kanału n, znakdla p).

2. Konduktancja wyjściowa g_ds (g2i) - jest to konduktancja dynamiczna kanału mierzona pomiędzy drenem a źródłem przy stałej wartości napięcia U_Gs. dla zwarcia wejścia dla małych sygnałów zmiennoprądowych A Ugs = 0.

3l_n AI_n

g_d. = —— - -—— dla U_r«- = const, AU_rc = 0. ^ds 3IJ    Ali    ^GS    GS

^auDS ^auDS

Różniczkując równanie (5.1), otrzymujemy wyrażenie na g_ds:

9ds = P(U_GS - U_T - U_DS)    (5.8)

Z wyrażenia tego wynika, że w obrębie zakresu nienasycenia wartość konduktan-cji wyjściowej maleje liniowo ze wzrostem wartości napięcia drenu Uds- W obszarze nasycenia przyjmuje ona wartość rzędu kilku - kilkunastu nS, co wynika ze zjawiska skracania długości kanału.