365 (23)

365

Tranzystory potowe ze złączem p-n

—    Dlaczego w opisie charakterystyki wyjściowej pojawiła się wartość napięcia odcięcia U_p, która była wprowadzona przy opisie charakterystyki przejściowej ?

—    Skoro warstwy zaporowe zetknęły się przy drenie, to kanał został przerwany, dlaczego więc prąd drenu jest stały, a nie maleje do zera ?

Odpowiedź na pierwsze pytanie jest następująca. Omawiając charakterystykę przejściową wprowadzono pojęcie napięcia odcięcia jako takiej wartości napięcia U_GS, przy której następuje zetknięcie krawędzi warstw zaporowych, czyli grubość każdej warstwy zaporowej staje się równa połowie metalurgicznej grubości kanału (d = a). O ile w przypadku omawiania charakterystyki przejściowej zmieniano potencjał bramki względem ustalonego potencjału źródła (kanału), o tyle w przypadku charakterystyk wyjściowych występują zmiany potencjału kanału względem ustalonego potencjału bramki. Dla pracy złącza p⁺-n istotna jest tylko różnica napięć między obu warstwami. Warunek d = a zaistnieje wówczas, gdy ta różnica napięć osiągnie wartość U_p, co stanie się najpierw przy drenie, jeżeli potencjał U_Y w punkcie Y (rys. 6.10c) mierzony względem potencjału bramki (dla U_cs = 0 jest to potencjał zerowy) osiągnie wartość \U_p\. Warunek

Uy = (17,1

można utożsamiać z warunkiem

U_DS = \U_P\

tylko w tym przypadku, jeżeli pominie się spadek napięcia na odcinku od punktu Y do elektrody drenu. Rezystancję tego odcinka nazywa się rezystancją szeregową drenu i oznacza przez r_D. Przez U_Dsat oznaczymy napięcie drenu, przy którym rozpoczyna się stan odcięcia, czyli prąd drenu wchodzi w zakres nasycenia (indeks sat od ang. saturałion — nasycenie). Zatem dla

U _Dsat = \U_p\

lub

U osa, > \Up\

przy r_D = 0    (6.2)

przy r_D ^ 0    (6.3)

Odpowiedź na drugie pytanie jest trudniejsza. Istotnie, konsekwencją założenia o braku przepływu prądu w obszarze warstwy zaporowej jest przerwanie drogi prądu w punkcie Y przy połączeniu się obu warstw zaporowych. Oznaczałoby to jednak, że I_D = 0, a więc znikłaby przyczyna rozszerzania się warstw zaporowych (brak prądu oznacza brak spadku napięcia w kanale, czyli brak polaryzacji złącza bramka-kanał). Jest to logiczne zaprzeczenie nie tylko możliwości spadku wartości prądu drenu do zera, lecz w ogóle jakiegokolwiek zmniejszenia się prądu drenu. Bo przecież jeśli założy się, że wzrost napięcia U_DS powoduje zmniejszenie prądu/jj, to konsekwentnie:

maleje spadek napięcia w kanale

;

maleje szerokość warstwy zaporowej i

wzrasta przekrój kanału

ł

wzrasta, prąd drenu co przeczy postawionej tezie.