Дифференциальные параметры. Ток стока зависит от напряжения на затворе uзи и напряжения стока uси, Поэтому выражение для полного дифференциала тока стока можно представить в виде
Ток стока зависит от напряжения на затворе uзи и напряжения стока uси, Поэтому выражение для полного дифференциала тока стока можно представить в виде
(5.24)
В этом выражении частные производные, определяющие приращения тока при изменении соответствующих напряжений, можно рассматривать как дифференциальные параметры транзистора.
Крутизна S = дiс/д uзи характеризует управляющее действие затвора. Ее измеряют в миллиамперах на вольт [мА/В] и определяют по управляющей характеристике, как это показано на рис. 5.4, б, заменяя бесконечно малые приращения конечными, то есть S = Δiс/Δuзи.
Теоретически, крутизну можно определить, дифференцируя уравнение (5.21) и учитывая (5.18). Тогда
(5.25)
Из (5.25) следует, что крутизна обратно пропорциональна сопротивлению канала, которое равно
(5.26)
Следовательно, для получения высокой крутизны необходимо иметь канал с малой длиной LК и большой шириной Z. Увеличивать толщину капала dк и уменьшать удельное сопротивление ρ нецелесообразно, так как это ведет к увеличению отрицательного порогового напряжения (см. соотношение (5.3)). Практически, длина канала LK составляет несколько микрометров, а его ширина — тысячи микрометров.
Выходная проводимость Gi = Δiс/Δucи Дисн характеризует влияние напряжения стока на ток стока. Ее определяют по выходным характеристикам (см. рис. 5.4, а), заменяя бесконечно малые приращения конечными, то есть Gi = Δiс/Δucи, где Δiс — изменение тока (вертикальный катет характеристического треугольника), вызванное изменением напряжения Δucи (горизонтальный катет характеристического треугольника). Величина выходной проводимости очень мала и обусловлена изменением длины канала при изменении напряжения стока. Чем короче канал, тем больше относительное изменение его длины при одном и том же приращении Δucи, следовательно, тем больше проводимость Gi. Часто вместо параметра Gi применяют обратную величину Ri = 1/Gi. Этот параметр называется внутренним сопротивлением транзистора.
Помимо рассмотренных параметров используют параметр, характеризующий сравнительное воздействие напряжений стока и затвора на ток стока. Этот параметр называется коэффициентом усиления μ. Он равен отношению приращений напряжений стока и затвора, вызывающих одинаковые по величине и противоположные по знаку приращения тока стока:
(5.27)
Знак «минус» в этой формуле учитывает, что положительному приращению ducи увеличивающему ток на величину dic, соответствует отрицательное приращение duзи, уменьшающее ток на ту же самую величину dic, благодаря чему обеспечивается постоянство тока ic.
Параметр μ связан с параметрами S и Ri. Полный дифференциал тока стока, выраженный через дифференциальные параметры, равен
(5.28)
Если dic = 0, то
(5.29)
Откуда получим
(5.30)
С учетом (5.27) получаем
(5.31)
Полученное соотношение связывает между собой дифференциальные параметры полевого транзистора.