Главная Обратная связь

Дисциплины:






ХАРАКТЕРИСТИКИ ПТШ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ



Типичные выходные вольт-амперные характеристики маломощного ПТШ представлены на рисунке 9.5.

 

Рис. 9.5:Выходные ВАХ ПТШ

На выходных характеристиках можно выделить три области:

1. Линейная область существует при малых значениях напряжения, когда прибор еще не достигает насыщения. Данный режим является важным в случае применения транзисторов в смесителях и других нелинейных устройствах. Линейная область характеризуется линейной зависимостью между током и напряжением (т.е. закона Ома). Когда Uси достигает Uси нас, канал у конца затвора со стороны стока сужается, т.е. практически полностью смыкается, так что дальнейшее увеличение тока не происходит (идеальный случай).

2. Когда канал смыкается, транзистор переходит в область насыщения, где ток стока практически не зависит от Uзи. В приборах с коротким каналом, таких как арсенидгаллиевый ПТШ, возникает иной механизм насыщения тока стока из-за появления в канале больших напряжённостей электрического поля, приводящих к насыщению скорости дрейфа электронов (рисунок 8.6).

 

Рис. 9.6:Насыщение скорости дрейфа электронов

Этот режим насыщения возникает при E > 3 кВ/см, что для арсенидгаллиевых ПТШ соответствует Uси = 12 В. С увеличением Uс растёт напряжённость поля E в канале и падает подвижность электронов μn = v / E. В этой области ток стока практически не зависит от Uс , но является функцией Uз. Рост Iс с уменьшением модуляUз объясняется значением hэфф, что вытекает из выражения 9.1.

Мгновенное напряжение на стоке Uс(t) может изменяться от нуля до напряжения пробоя Uпр. При отрицательном напряжении на затворе ток затвора мал (десятки — сотни микроампер). Большинство транзисторов в усилителях (особенно в линейных малосигнальных) работают в области насыщения (подвижные носители заряда в канале двигаются со скоростью насыщения), которая располагается между линейной областью и областью пробоя.

3. Область пробоя или область высоких электрических полей при больших значениях Uси (обычно 1020 В) зависит от тока стока и технологии изготовления транзистора. Обычно предпринимаются существенные усилия для увеличения пробивных напряжений, что особенно важно для повышения выходной мощности и надёжности транзистора. В случае применения транзистора в линейных и малошумящих усилителях эта область не является важной, так как оптимальный режим работы транзистора не соответствует возникновению в канале больших полей.

 

Рис. 9.7:Переходная характеристика ПТШ

Из переходной характеристики Iс = f(Uзи) (рисунок 9.7) видно, что рабочим диапазоном изменения напряжения на затворе является участок отрицательных напряжений Uз от напряжения отсечки Uзи до напряжения открывания барьера Шоттки.



Для маломощного GaAs ПТШ важными являются следующие параметры на постоянном токе.

Iс нач — начальный ток стока равный Iс нас при Uзи = 0;

Iс нас — максимальный ток стока, соответствующий области насыщения. Типичными значениями напряжений на выводах транзистора для этого тока считаются: Uзи = 0 В, Uси = 5 В для мощных и Uси = 1,52В — для малошумящих ПТШ.

S — отношение Δ Iс / Δ Uзи (крутизна характеристики), которое в области насыщения является приблизительно постоянным;

Uзи отс — напряжение отсечки, соответствующее отрицательному значению напряжения на затворе, при котором ток стока уменьшается до нуля ( Iс = 10 мкА).

Эти параметры связаны между собой приближенным соотношением Iс нас = SUзи отс.

Крутизна характеристики S и проводимость gm совпадают по физическому смыслу (см. формулу (9.2)).





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...