84913 P1030343

266 M.Polowczyk. E.Kiugmann - PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWODNIKOWE

^UGS^:

Uos"

Rys. 6.40. Zależność pojemności tranzystora JFET od nipięć między elekt rodowych

■0

0,5 U_P

_as=const

*y ^oo

^UDS

Jakościowo, zależność pojemności tranzystora JFET od napięć międzyclektro-dowych przedstawia rys.6.40. Konkretne wartości pojemności tranzystora zależą oczywiście od wykonania tranzystora i jego polaryzacji. Przykładowo, tanzystor BF245 firmy Philips ma przy U_DS=20V j U_GS=-1V następujące wartości pojemności: C_GS=4,0pF; Cqd=1,1pF; C_DS=l,6pF.

Wielkością istotną z punktu widzenia właściwości małosygnałowych tranzystora JFET jest transkonduktancja g_m występująca w modelu inałosygnałowym (rys.6.39b). Określa się ją jako nachylenie charakterystyki statycznej przejściowej

^alD

^8,0 " ^dUGS I    (6-168)

tUpj - const

Wartość transkonduktancji danego tranzystora zależy od spoczynkowego punktu pracy tranzystora (U_GS i U_DS). Kształt tej zależności można otrzymać bezpośrednio z relacji (6.148) i (6.149):

• dla zakresu omowego

Sm

B-Uds

_? ^DSS U_p

^UDS

Up

(6.169)

• dla zakresu zaciśnięcia kanału

(6.170)

g_n,-B(u_os-U_P)-^2Bg._IJ^_u-

Warto zauważyć, że transkonduktancja w zakresie zaciśnięcia kanału jest liniową funkcją napięcia U_GS. Umożliwia to prostą realizację wzmacniaczy z regulowaną wartością wzmocnienia. Można bowiem wykazać, że wzmocnienie napięciowe we wzmacniaczu rezystancyjnym, wykonanym na tranzystorze JFET, w układzie WS jest równe

Ku = -gn, R_D    (6.171)

gdzie: R_d- rezystancja obciążenia w obwodzie drenu.

a więc wzmocnienie Ky jest liniowo zależne od różnicy napięć U_GS-U_P.

Właściwości dynamiczne wiclkosygnałowe tranzystora JFET dają się jednoznacznie wyprowadzić z modelu dynamicznego wielkosygnałowego wówczas, gdy w pełni określone są zależności pojemności tranzystora od jego napięć międzyelektrodowycb. Niestety, niekiedy zależności te znane są tylko w postaci ogólnej. Dlatego często dla tran/ystorów JFET podaje się dodatkowo charakterystykę przełączania dającą informację o właściwościach dynamicznych tranzystora (rys.6.41).

Rys. 6.41. Układ testowy (a) i typowa charakterystyka przełączania tranzystora JFET (b);

•oit • ^czat wyłączania tranzystora, i_d - czas opóźnienia odpowiedzi, t, - czas narastania prądu tranzystora. Id -czas opadania impulsu wejściowego, t_r) - czas narastania impulsu wejściowego

Jako przykład podane są poniżej parametry charakterystyki przejściowej tranzystora 2N4091 (Philips) przy U_DD=3V, R_D=425Q, -U_GSM=12V, t_n=lns, t_rI=lns, R,=50Q -rezystancja wyjściowa źródła sygnału u₍:

•    topF < 40 ns, t_d < 15 ns, t,. < 10 ns;

•    przebieg u₀(t) zdejmowany oscyloskopem o parametrach: t_r < 0,4 ns - czas narastania odpowiedzi na pobudzenie skokowe, Rj > 9,8 MQ - rezystancja wejściowa sondy pomiarowej, C; < 7 pF - pojemność wejściowa sondy pomiarowej.

W niektórych zastosowaniach tych tranzystorów ważne znaczenie ma wzrost prądu Id przy stałym napięciu U_GS i wzrastającym U_D$ (patrz rys.6.36). Efekt ten uwzględnia się w modelu dynamicznym wiclkosygnałowym w opisie funkcji Id(Uqs»Uds)» natomiast w modelu małosygnałowynt za pomocą konduktancji g_ds;

£dl .    ;

^8ds"dU_DS“^Di    (6.172)

Konduktancja ta w realnych tranzystorach posiada wartości w przedziale od 10|iA/V do 400pA/V. Niekiedy zamiast konduktancji g^ podaje się jej odwrotność jako tzw. rezystancję wyjściową tranzystora (2,5kQ...100kQ),