Основные электрические параметры полевых транзисторов
Независимо от конструкции ПТ характеризуются одними и теми же электрическими параметрами, различия проявляются только в количественных значениях этих параметров.
1. Крутизна стоко-затворной характеристики (характеристики управления) S [ мА/В];
Коэффициент усиления каскада на полевом транзисторе зависит от крутизны
Кu = S Rн (10.4)
2. Внутреннее (дифференциальное) сопротивление, являющееся выходным сопротивлением Rвыx транзистора в [кОм]
Ri = DUСИ/DIС при U3И = const. (10.5)
Дифференциальное сопротивление определяется по статическим стоковым характеристикам. Оно практически не зависит от тока стока и уменьшается с увеличением напряжения на стоке.
3. Статический коэффициент усиления по напряжению.
Показывает, во сколько раз изменение напряжения на затворе больше, чем изменение напряжения на стоке:
m= DUcи / DUзи при Ic = const. (10.6)
4. Ток затвора I3.Ток затвора у транзисторов с управляющим р-п переходом зависит от температуры;
У МДП-транзисторов этой зависимости практически нет. Величина тока затвора не превышает десятков [нА ]
Пороговое напряжение
ипор или напряжение отсечки.
Изменяется с изменением температуры, величина его и знак зависят от типа транзистора и составляют доли или единицы вольт.
6. Емкости транзистора:
Сзи - входная; Сзс - проходная; Сси - выходная.
С увеличением напряжения на стоке Uc емкости уменьшаются, причем выходная меняется существенно, входная и проходная - на 10 - 15%.
7. Коэффициент шума[дБ]
Шумы ПТ определяются тремя составляющими:
- тепловой;
- избыточный (фликкер-шум или 1/f);
- дробовый.
Избыточный или l/f шум преобладает в области низких частот, его интенсивность изменяется примерно обратно пропорционально частоте. Источником его являются произвольные локальные изменения электрических свойств материалов.
У ПТ с управляющим p-n переходом 1/f шум превышает тепловой только на частотах, меньших 100гц , у МДП-транзисторов он более интенсивен и начинает заметно проявляться с частот порядка f = 1 - 5МГц .
Источником дробового шума является ток утечки затвора. Этот источник шума не является преобладающим и обычно он не учитывается.
Тепловой шум является основным на средних частотах, источник его - сопротивление канала постоянному току.
Тепловой и дробовой шумы не зависят от частоты, напряжение теплового и дробового шумов изменяются только при изменении полосы пропускания.
Коэффициент шумахарактеризует ухудшение соотношения сигнал/шум на выходе усилительного элемента, равен отношению на выходе к С/Ш на входе, выраженное в децибеллах.
КШ=10log ((PC/PШ)вых/(PC/PШ)вх) = 20log ((UC/UШ)вых/(UC/UШ)вх) (10.7)
Коэффициент шумов зависит от внутреннего сопротивления источника усиливаемого сигнала Rг.
Основные предельно допустимые эксплуатационные параметры полевых транзисторов
1. Максимально допустимо значение тока стока транзистора /ct max;
2. Максимально допустимая мощность;
3. Максимально допустимые электродные напряжения UСИ , U3И , U3C;
и максимально допустимое напряжение между подложкой и истоком UПИ max;
4. Частотные свойства ПТ, используемого в качестве усилительного элемента, принято оценивать частотой fгр на которой коэффициент усиления каскада КI уменьшается в корень из 2 раз:
5. Температурная зависимость параметров и характеристик ПТ.
Параметры ПТ зависят от температуры. Определяется влиянием температуры на напряжение отсечки (пороговое напряжение) и ток стока. Изменение напряжения отсечки относительно невелико.
При изменении температуры в одну сторону ток стока может как увеличиваться, так и уменьшаться. Температурный коэффициент тока стока может принимать положительное, нулевое или отрицательное значение.
Основными физическими причинами температурных изменений тока стока являются температурные зависимости подвижности носителей и порогового напряжения.