P1030339

260 M 1’olowc/yk. E.KIugmnnn - PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Przyjmując, że średnia wartość składowej podłużnej (E_y) natężenia pola elektryczne* go w części kanału poniżej przekroju Y jest równa

(6.151)

_p ^UYS ^GS~^UP l_y " I_Y

gdzie: l_Y - odległość przekroju Y od źródła; widać, że malenie l_Y powoduje wzrost Można więc oczekiwać, że zmniejszaniu 1_Y będzie towarzyszyć pewien wzrost prądu drenu.

Rzeczywiście doświadczalnie obserwuje się pewien niewielki wzrost prądu drenu przy wzroście napięcia U_DS w zakresie zaciśnięcia kanału przy stałym napięciu U_GS. Tłumaczy się to właśnie efektem skracania kanału.

Wzrost prądu drenu przypisywany efektowi skracania kanału aproksymuje się zwykle analogicznie jak dla efektu Earlego w tranzystorze bipolarnym współczynnikiem X;

X =

1

(6.152)

(6.153)

^D ^s *Di’ ( 1 + ^ * Uds )

gdzie: I_n - prąd drenu tranzystora idealnego (patrz wzory (6.148) i (6,149)),

U₍ - napięcie wyznaczone w drodze liniowej ekstrapolacji charakterystyki I_D(U_DS) przy Uggsconst. w zakresie zaciśnięcia kanału do przecięcia się z osią I„=0 (rys.6 36)

•U,    '0

Rys. 6.36. Charakterystyki IoC^ds) przy Uojaconłt. z uwzględnieniem efektu skracania kanału

Gdy napięcie zaporowe złącza oddzielającego bramkę od kanału przekroczy wartość krytyczną U_BR (Udsbr tob UgsBR’ P^atrz rys.6.37), wystąpi przebicie złącza. Powoduje to przepływ znacznego prądu bramki (ujemnego w tranzystorze z kanałem typu n).

Pizy tym:

-Iq = Ij) - gdy przebicie zachodzi po uprzednim zatkaniu tranzystora, tj. przy U<js ⁸ Uqsbr >

-Iq = I_D - Ipjj - w tranzystorze przewodzącym uprzednio prąd I_DS.

Napięcia przebicia U_GSBR i U|)_SBR są wzajemnie powiązane równaniami:

^UDSBR * “ ^BR + ^UGS    (⁶‘¹⁵^

^OSBR * ‘ ^UBR ‘ ^UDS    (^6,l55)

czyli po odjęciu stronami

Udsbr ^{1 u}gsbr=Uds + ^ugs    (6.156)

gdzie: U_BR - napięcie przebicia złącza przy rozwartym obwodzie dren - źródło.

Pizebicic złącza bramka-kanał w tranzystorze JFET jest oczywiście niedopuszczalne w normalnych warunkach pracy, a napięcia przebicia mają wartości większe od wartości dopuszczalnych napięć U_GS i U_Ds¹

Rozważając charakterystyki statyczne złączowego tranzystora potowego nie sposób pominąć prąd bramki.

W normalnych warunkach pracy tranzystora bramka przewodzi pomijalnie mały prąd. Jest to prąd wsteczny złącza bramka-kanał. Mając jednak na uwadze, że tranzystory JFET mogą być stosowane również w takich układach, w których wymagany jest bardzo mały pobór prądu przez bramkę, znajomość opisu ilościowego nawet niewielkiego prądu bramki może okazać się pożyteczna.

Przywołując teorię złącza p-n (patrz rozdz.2) można prąd bramki opisać następująco: * I(SS ^{+ 1}GD    (6.157)

gdzie: log • składowa prądu bramki przepływające przez źródło, l_GD - składowa prądu bramki przepływająca przez dren.

Składowa I_GS dla konfiguracji WS (wspólne źródło) może być opisana wzorem

(6.158)

Ry*. 6.37. Wzrost prądów w tranzystorze JFETspowodowany przebiciem złącza bramka-kanał

1

GS ^{1 ł}GSd^{+ J}OSr

gdzie;    >om ' P^rłt² dyfuzyjny bramka-źródto (patrz wzór (2.32b».

2

U(H