366 (19)

366

Tranzystory połowę

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 \V_p\, 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 (U_DS — |f7_p|). Pomija się w pierwszym przybliżeniu spadek napięcia na odcinku od Y' do elektrody drenu (r_D = 0).

Na rysunku 6.1 la oprócz charakterystyki I_D(U_DS) dla (J_GS = 0 przedstawiono również dwie charakterystyki dla U_cs 0. Wpływ napięcia U_Gs ^ () na przebieg charakterystyki wyjściowej można łatwo wyjaśnić na podstawie przekrojów tranzystora, pokazanych na rys. 6.12. W stanie U_cs ^0, U_ns =0 kanał jest

U_es=const

u o s~0

U_6S=const

|%l⁼l^wP^-u6sl

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 U_DS kanał zwęża się przy drenie, aż dochodzi do odcięcia przy wartościach napięcia U_DS i prądu I_D mniejszych, niż to było dla U_GS = 0. Zatem porównanie charakterystyk wyjściowych dla U_GS = 0 i U_GS # 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 U_DS i prądu I_D. Ponieważ warunkiem odcięcia, jest istnienie różnicy potencjałów między elektrodą bramki a punktem Y (rys. 6.12b) równej U_p, przyjmując, że U_Y = U_DS (czyli r_D = 0) otrzymuje się czyli

U_Dsa, = U_GS-U_P przy r_D = 0