376 (22)

Tranzystory połowę

- 376

S    6    O

Ry3. 6.18

Struktura tranzystora PKFET, ilustrując sona fizyczny poszczególnych olementów schematu zastępczego. Kierunek prądu bramki odpowiada skokowi napięcia Ucs od zera do wartości ujemnoj

część zewnętrzną, otrzymując w ten sposób model tzw. tranzystora rzeczywiste• ^go-

W stanie ustalonym prąd bramki jest, praktycznie biorąc, równy zeru, a prądy źródła i drenu są sobie równe. Natomiast w stanie nieustalonym, spowodowanym np. gwałtowną zmianą napięcia U_GS, płynie prąd bramki (prąd przesunięcia związany z ładowaniem warstwy zaporowej), a więc zgodnie z prawem Kirollhofła prądy źródła i drenu różnią się.

Równanie prądów, uwzględniając ich rzeczywiste kierunki (rys. 6.18), dla tranzystora z kanałem typu n ma postać

i_G = ip — ig    (6.4H

Ponieważ prądy źródła i drenu są związane z ładunkiem kanału, zatem

^lD ^— ts —

cit

(6.42)

Zakłada się, że zmiany ładunku kanału są quasi-równowagowo, co oznacza, że bieżącym wartościom napięć u_GS, u_DS odpowiadają niemal ustalone rozkłady ładunku Q_c. Założenie to oznacza inaczej pominięcie wpływu skończonego czasu przelotu nośników w kanale. W rzeczywistych warunkach jest to założenie usprawiedliwione, gdyż zwykle czasy narastania lub opadania napięć polaryzacji są większe niż czas przelotu.

W granicznym przypadku dla skoku jednostkowego napięcia u_GS ze źródła napięciowego stała czasowa procesu przeładowania warstwy zaporowej złącza bramka-kaiwi jest równa czasowi przelotu nośników przez kanał. Gdyby czas przelotu był dłuższy niż stała czasowa przeładowania warstwy zaporowej, wówczas zmiany ładunku Q„ (w warstwie zaporowej) powodowałyby ładowanie kanału, gdyż elektrony usuwane z warstwy zaporowej do kanału nie byłyby odpowiednio szybko unoszone z kanału do obwodu zewnętrznego. Taki stan byłby fizycznie nierealny', gdyż kanał, tak jak baza w tranzystorze bipolarnym, jest zawsze obojętny elektrycznie. Zatem stała czasowa procesu przeładowania warstwy zaporowej jest równa czasowi przelotu w przypadku sterowania z idealnego źródła napięciowego (ten wniosek potwierdzimy odpowiednimi wzorami przy omawianiu częstotliwości granicznej). Jeżeli jednak weźmiemy pod uwag;