18275 P1030340

262 M.Polowczyk. E.KIugmann - PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWODNIKOWE

I_GSr- prąd rckombinacyjny bramka-zródlo (patrzwzór (2.38b));

UtB

+ 0.005

(6.160)

Składowa I_GD dla tranzystora w konfiguracji WS może być natomiast opisana wzorem

(6.161)

(6.162a) (6.162b)

^JGD = ^TGDd + ^IGDr ' %

gdzie: I_GDd, I_GDr - składowe dyfuzyjni i rckombinacyjna, opisywane wzorami (6.159) i (6 160), w których napięcie U_GS zastępuje się przez U_GD,

I -prąd jonizacji zderzeniowej .    ^VK

Ij - aj • I_D • ( Udo + UrJt ^^{DG +}    ; Udo + Up > 0

Ijs 0 dla Udg+ Up < 0

gdzie: a. -współczynnikjonizacji.

V_K - napięcie progowe jonizacji.

Składowa prądu bramki pochodząca z jonizacji zderzeniowej (L) występuje wówczas, gdy strumień elektronów tworzących prąd drenu przepływa z dużą prędkością ( prędkością nasycenia v_m ) przez obszar zaciśnięcia kanału. Elektrony tego strumienia zderzając się z atomami półprzewodnika mogą jonizować je.

Powstające przy tym dziury i elektrony są unoszone siłą pola elektrycznego prostopadłą do powierzchni bramki. Wartość tej siły może być szacowana jako qE+;

c ^UPO

^9Br I_DG    («-!«)

gdzie: 1^. - odległość dren-bramka.

Wartość prądu Ij jest proporcjonalna do prędkości generacji zderzeniowej nośników ładunku, która z kolei jest proporcjonalna do gęstości strumienia jonizującego (I_D) oraz energii kinetycznej elektronów strumienia jonizującego, która to energia jest proporcjonalna do napięcia na zaciśniętej części kanału, tj. U_DG+U_P. Wartość prądu jonizacji jest również proporcjonalna do prawdopodobieństwa wystąpienia jonizacji zderzeniowej. Prawdopodobieństwo to zgodnie z elementarną teorią jonizacji zderzeniowej [HI] narasta eksponencjalnie z natężeniem pola elektrycznego w obszarze jonizacji, tj. może być przyjęte za proporcjonalne do czynnika exp[-V_K/(U_DG+Up)].

Analiza szczegółowa zależności Ij od I_D i od U_DG+Up prowadzi [Al] do równać (6.162a) i (6.162b). Równania te są stosowane m.in. w uniwersalnym programie symulacyjnym SP1CE.

6.2.1.2. Stałoprądowe schematy zastępcze tranzystora JFET

W przybliżonych obliczeniach inżynierskich tranzystor JFET zastępuje się dwuwrot-nikicm (czwómikiem), którego gorący zacisk wejściowy jest odizolowany od pozostałej części tranzystora, a obwód wyjściowy stanowi bądź konduktancję zmienną pod wpływem napięcia Uqs i U_DS (patrz rys.6.38a), bądź źródło prądowe sterowane napięciem (rys.6.38b).

GdsCUgs^ds)

G'	; \		D k
we	V	y
—>	Uos k	9	UDs
S		-oS

Rys. 6.38. Slałoprądowe schematy zastępcze tranzystora JFET:

») Tranzystor JFET jako układ ze zmienną kondukt ancją G_DS(U_cs,U_Ds), oj tranzystor JFET jako układ zc sterowanym źródłem prądowym    c) pełny schemat zastępczy

Schemat z rys.6.38a jest stosowany zwykle dl a tranzystora pracującego w zakresie omowym. W tym przypadku z wzoru (6.148) możemy wyznaczyć konduktancję Gos;

Schemat z rys.6.38b jest stosowny zwykle dla tranzystora pracującego w zakresie zaciśnięcia kanału. W tym przypadku Id(^GS-^Ds)^=Id(^Gs) ¹ P°l^{d źr<5dła} może być określony z zależności (6.149).

Schemat z rys.6J8c jest najbardziej ogólnym, przy tym zawiera on tzw. część wewnętrzną tranzystora, znajdującą się między punktami G-D’-S\ i tzw. rezystancje szeregowe: r_DD> - drenu i r_ss< - źródła. Część wewnętrzna opisywana jest zależnościami: (6.153).:(6-162), w których napięcia U_DS i trzeba zastąpić przez U_D._S. i U_GS..

Schemat z rys.6.38c jest stosowany m.in. w programie komputerowym SPICE.