Laboratorium Elektroniki cz I 2

100

4.    Napięcie przebicia dren-żródło U_Dss - napięcie przebicia kanału pomiędzy drenem 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 Ugss - napięcie przebicia pomiędzy bramką a podłożem przy zwartych elektrodach drenu i źródła (Uds = 0) dla określonej wartości prądu 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 Ugs(ui) - napięcie bramki Ugs 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 Ugsioff) - napięcie bramki Ugs powodujące włączenie kanału w tranzystorach z kanałem zubożanym. Określone analogicznie jak UGS(th)-

9.    Rezystancja kanału r_Ds(ON) - 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 O.

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 (g₂₁) - 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 Ugs przy stałej wartości napięcia drenu U₀s = const.

3l_n AI_n

^{gm =} au~ ⁼ AU^ ^{dla U}DS^=const> ^AUDS = °-^auGS ^AUGS

W zakresie nienasycenia, po zróżniczkowaniu równania (5.1), otrzym

(5.5)

9m = PUds

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

g_m = P(U_Gs - Ut) = 2 l_D(U_GS - Ut)'¹    (5.6)

Zgodnie z otrzymanymi wyrażeniami należy oczekiwać liniowej zależności trans-konduktancji g_m od napięcia Uds 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 ± DgmUes    (5.7)

gdzie: g_mo - transkonduktancja dla Ubs = 0,

Dgm = g^/AUes - nachylenie charakterystyki g_m = f(U_Bs),

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

2. Konduktancja wyjściowa g_ds (922) - 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.

dla U_GS = const, AU_GS = 0.

Różniczkując równanie (5.1), otrzymujemy wyrażenie na g_ds:

gds = P(Uqs - Uj - Uds)    (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.