71151 P1030346

272 M.Polowczyk. E.KIugmann - PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Czas transportu elektronów przez kanał jest zależny od długości kanału I i średniej prędkości unoszenia u_n ich przez pole elektryczne panujące w kanale.

I

'■KI    0M75)

Natężenie pola elektrycznego w ogólności może zmieniać się wzdłuż kanału. Dla prostoty przyjmijmy jednak, że pole jest jednorodne w całej objętości kanału, a jego natężenie ma wartość statyczną

E - ^UpS

^K “ I    (6.176)

Dlatego KI"Mn’^EK *

l²

mam    («'^175>)

Ładunek Q może być podzielony na dwa składniki:

Q = Qgd+Qos    (6-177)

gdzie; Q_od - składowa ładunku 0 znajdująca się pomiędzy bramką a drenem, i dlatego kontrolowana przez napięcie u_GD, tj. Qod(U[xj).

Ogj - część ładunku Q położona pomiędzy bramką a źródłem, i dlatego kontrolowana przez napięcie u^, tj. 0§|(|f<|9i

Pomijając bezwładność zbioru swobodnych elektronów w kanale, zmianom czasowym ładunków Q_GDi Q_GS można przypisać prądy przesunięcia elektrycznego (pojemnościowe) bramki i_GD oraz i_GS:

6Qgd	^dQGD	^duGD „	^duGD
dt	^duGD	a. n f O o	dt	(6.178)
dQcs.	dQcs	^duGS „	^duGS
dt	^duGS	dt "^c°s'	dt	(6.179)

Model z rys.6.45a jest modelem dynamicznym, przydatnym do analizy pracy tranzystora w warunkach dynamicznych, na przykład - impulsowych.

W warunkach stałoprądowych możemy pominąć prądy bramki, gdyż znikają wówczas prądy przesunięcia elektrycznego i_GD i i_Gs, a ewentualny prąd upływu przez dielektryk izolujący bramkę jest do pominięcia, tj. I_G=0. Prosty model statyczny może więc mieć postać przedstawioną na rys.6.45b.

W uproszczonej teorii tranzystora EMOS przyjmuje się, że ładunek Q jest proporcjonalny do nadwyżki wartości średniej napięcia bramka-kanał (U_GKŚr) nad napięciem progowym U_T, tzn. że kanał tworzy się, gdy U_GKŚr > U_T, a obszar bramka-kanał ma pewną pojemność elektryczną C_GK.

Q = C_GK(U_GKir-U_x)    (6.180)

gdzie:

^Uo"-^U“-^!^>^Ui    (6.181)

Przy tym, uwzględniając zależność (6.175a), z definicji (6.174) otrzymamy

I U_DS \

I_D - BI U_GS -~2~~^UT I^UDS    (6.182)

gdzie:

(6.183)

Tranzystor EMOS z kanałem typu "n" zwykle wykorzystywany jest przy U_DS > 0. Przy tym, jak widać z wzoru (6.181), wraz ze wzrostem wartości U_DS maleje napięcie U_GK, a więc maleje również Q i nachylenie charakterystyki IpC^Ds) przy U_GS=consL Istotnie (rys.6.46):

Rys. 6.46. Charaklciysiyka Id(Uds) pray U_cs=const (a) i jej nachylenie (b)