366
Prąd drenu zatem może tylko się zwiększać lub nie zmieniać się. Żeby uzasadnić możliwość przepływu prądu mimo odcięcia kanału, trzeba przyjąć, że istnieje transport nośników również w obszarze zubożonym. W istocie na odcinku Y, Y' (rys. (j.IOd) istnieje składowa wzdłużna pola elektrycznego, unosząca elektrony w stronę drenu, podobnie jak dla elektronów wymiatanych z bazy przez pole elektryczne warstwy zaporowej baza-kolcktor w tranzystorze bipolarnym. Można również przyjąć, że do całkowitego zetknięcia warstw zaporowych nie dojdzie, gdyż w miarę zwężania się kanału natężenie pola elektrycznego w niewielkim odcinku przylegającym do drenu uzyskuje tak duże wartości, że następuje nasycenie szybkości unoszenia elektronów (szybkość nie zwiększa się przy dalszym wzroście natężenia pola). Powoduje to oczywiście nasycenie prądu, a dalszy przyrost napięcia drenu odkłada się na odcinku kanału o nasyconej szybkości unoszenia elektronów, przy czym długość tego odcinka zwiększa się. Niezależnie od tego, którą z tych dwu interpretacji przyjmie się, ważne jest, że kanał składa się jakby z dwu obszarów, tj. obszaru od źródła do punktu Y, na którym odkłada się napięcie równe \Vp\, oraz obszaru ograniczonego punktami Y, Y' (może to być obszar ładunku przestrzennego albo bardzo cienki kanał, w którym szybkość unoszenia nośników jest nasycona), na którym odkłada się różnica napięć (UDS — |f7p|). Pomija się w pierwszym przybliżeniu spadek napięcia na odcinku od Y' do elektrody drenu (rD = 0).
Na rysunku 6.1 la oprócz charakterystyki ID(UDS) dla (JGS = 0 przedstawiono również dwie charakterystyki dla Ucs 0. Wpływ napięcia UGs ^ () na przebieg charakterystyki wyjściowej można łatwo wyjaśnić na podstawie przekrojów tranzystora, pokazanych na rys. 6.12. W stanie Ucs ^0, Uns =0 kanał jest
Ues=const
u o s~0
Rys. 0.12
Ilustracjo profili kanału, wyjaśniające przebieg charakterystyki wyjściowej dla U as ł 0
zwężony równomiernie na całej swej długości (rys. 6.12a). W miarę zwiększania napięcia UDS kanał zwęża się przy drenie, aż dochodzi do odcięcia przy wartościach napięcia UDS i prądu ID mniejszych, niż to było dla UGS = 0. Zatem porównanie charakterystyk wyjściowych dla UGS = 0 i UGS # 0 jest takie, jak porównanie charakterystyk dwu tranzystorów różniących się tylko grubością kanału. Odcięcie w tranzystorze o cieńszym kanale nastąpi oczywiście przy mniejszych wartościach napięcia UDS i prądu ID. Ponieważ warunkiem odcięcia, jest istnienie różnicy potencjałów między elektrodą bramki a punktem Y (rys. 6.12b) równej Up, przyjmując, że UY = UDS (czyli rD = 0) otrzymuje się czyli
UDsa, = UGS-UP przy rD = 0