Транзистора параметры

11.9. Записываем ВАХ транзистора относительно рабочей точки ?/о=0.9 В в виде

При рассмотрении схем ( 5.11, 5.12) следует учитывать, что при заземлении подложки обоих МДП-транзисторов потенциал подложки нагрузочного транзистора относительно истока отличается от нуля. Подложка играет роль второго затвора. При этом пороговое напряжение увеличивается по сравнению с пороговым напряжением С/02 (0), определяемым при С/пи = 0.

Эффекты накопления зарядов в транзисторе можно моделировать путем введения следующих емкостей: двух нелинейных барьерных емкостей p-n-переходов, двух нелинейных диффузионных емкостей и постоянной емкости относительно подложки. Учет накопления зарядов позволяет анализировать частотные и переходные характеристики транзистора. Барьерные емкости моделируют приращение зарядов неподвижных носителей, находящихся в обедненном слое, в случае приращения напряжений на соответствующих р-и-переходах. Барьерная емкость каждого из p-n-переходов является существенно нелинейной функцией напряжения. Введением в эквивалентную схему диффузионных емкостей учитывают влияние зарядов подвижных носителей в транзисторе. Этот заряд подразделяется на две составляющие, одна из которых связана с током коллекторного генератора, а другая — с током эмиттерного генератора. Учет емкости транзистора относительно подложки необходим для анализа характеристик не только интегрального транзистора, но также других элементов ИМС. В действительности эта емкость представляет собой барьерную емкость р-п-перехода и зависит от напряжения между эпитаксиальным слоем и подложкой. В большинстве случаев ее представляют в виде постоянной емкости, что достаточно точно характеризует влияние изолирующего перехода.

Один из основных недостатков МДП-транзистора — относительно малое произведение коэффициента усиления на ширину полосы пропускания. Кроме того, для этого транзистора характерны большие паразитные емкости, что также приводит к уменьшению произведения коэффициента усиления на ширину полосы пропускания. Однако разработанные к настоящему времени многочисленные варианты конструкций МДП-транзисторов позволяют получать достаточно хорошие рабочие характеристики приборов.

где L/б — потенциал базы транзистора относительно земли; t/б.э — усредненное напряжение, необходимое для получения заданного тока.

где [/4 — потенциал коллектора первого транзистора относительно своей базы.

Предположим, что при подаче в первичную обмотку входного гармонического сигнала, начинающегося с положительной полуволны, во вторичной обмотке возникает напряжение с положительным потенциалом в базе второго транзистора и отрицательным потенциалом в базе первого транзистора. Благодаря отрицательному потенциалу в базе первого транзистора относительно эмиттера возникает базовый ток, который усиливается коллекторной цепью и усиленная полуволна тока протекает через эмиттер-коллекторную цепь первого транзистора и часть первичной обмотки выходного трансформатора, включенную в коллекторную цепь первого транзистора. При .поступлении на вход отрицательной полуволны откроется второй транзистор и усиленная полуволна тока будет протекать через вторую половину первичной обмотки выходного трансформатора. В первичной обмотке выходного трансформатора токи просуммируются и во вторичной обмотке на сопротивлении нагрузки появится напряжение, зависящее от величины протекающих токов и коэффициента трансформации. При идентичности транзисторов и достаточно большой величине входного сигнала схема вносит при усилении сравнительно небольшие искажения.

4) t/j > О, U3 < 0. Этот случай ( 3.15) аналогичен предыдущему с той лишь разницей, что открыт коллекторный p-n-переход, а закрыт — эмиттерный. Если бы размеры эмиттерной и коллекторной областей были одинаковы, т. е. имелась симметрия транзистора относительно плоскости, проходящей через

При насыщении транзистора обеспечивается прямое смещение эмиттерного перехода: (/эб < 0 или i/ъэ > 0. Это смещение достигается за счет положительной полярности источника напряжения U1. Кроме того, должно обеспечиваться и прямое смещение коллекторного р-я-перехода (t/Kg > 0). При положительной полярности источника напряжения (72, а следовательно, при положительных значениях (/К8 неравенство UK§ > 0 будет обеспечено только в том случае, когда t/бэ > UKS. Следовательно, в схеме с общим эмиттером напряжение на базе насыщенного транзистора (относительно корпуса, эмиттера) больше напряжения на его коллекторе. При этом транзистор фактически стянут в точку, т. е. напряжения Ufa и (/кз весьма малы, но и<цд > UK3.

При подаче положительного входного сигнала на базу транзистора относительно земли токи транзистора уменьшаются и уменьшается по абсолютной величине падение напряжения на Ra, являющееся выходным напряжением схемы. Следовательно, потенциал эмиттера становится более положительным относительно земли, т, е. схема ОК не поворачивает фазу усиливаемого сигнала.

Пусть в исходном состоянии напряжения на логических входах равны нулю. Тогда диоды VDl, VD2 и VD3 открыты и через них протекает практически весь ток /х от источника t/H.n.i- В сторону диодов смещения (вправо от точки а, 11.11, а) ток почти не идет, поскольку сопротивление двух последовательно включенных диодов смещения VD4, 'VD5 и высокоомного резистора R3 оказывается значительно больше, чем сопротивление открытых входных диодов. Следовательно, транзистор VT будет надежно заперт (на базу этого транзистора относительно эмиттера подается обратное напряжение от источника t/CM). Напряжение на выходе схемы (т. е. напряжение на участке коллектор — эмиттер транзистора) равно 1/„ых = VH. пг — — /к/?2- При /к = 0 (транзистор заперт) ?/вых = 1/я. П2, т. е. напряжению логического нуля на входах соответствует напряжение логической единицы на выходе.

Параметры транзистора

Тип транзистора Параметры транзистора

Тип транзистора Параметры

Математически такой четырехполюсник описывается системой из двух линейных алгебраических уравнений с четырьмя независимыми коэффициентами. Эти уравнения описывают связь между входными (током 1г и напряжением ut) и выходными (током t'2 и напряжением «2) параметрами. Параметры, связанные с представлением транзистора в виде четырехполюсника, называются вторичными.

где 2U, 212, z21, z22; yn, t/12, yzl, z/2a; Лш Л1а,- Ла1, /122 характеризуют электрические свойства четырехполюсника. В соответствии с уравнениями (6.16) — (6.18) различают системы г-, г/-и /i-параметров. Система г-параметров предусматривает определение величин г из опытов холостого хода на входе и выходе транзистора. Параметры имеют размерности сопротивлений. Каждый из z-параметров имеет определенный физический смысл:

Выбор системы параметров транзистора имеет определенное значение, так как каждая система параметров обеспечивает более простой анализ усилительного устройства или дает некоторые преимущества по сравнению с другими системами. Например, Z-параметры определяются только в режиме холостого хода на входе и выходе транзистора. При холостом ходе на выходе транзистора режим выходной цепи транзистора изменяется незначительно и точность измерения параметров получается невысокой. Это является одной из причин использования эквивалентных схем транзисторов с гибридными параметрами.

Так как в качестве каскадов предварительного усиления используются в основном усилители звукового диапазона с верхней частотой до десятков килогерц, то учитывать в этих каскадах емкостные составляющие сопротивлений р-п переходов транзисторов нет необходимости. Чтобы не путать Н-параметры транзистора для звукового диапазона, в котором не учитываются реактивные составляющие сопротивлений р-п переходов, с высокочастотными Я-параметрами, для обозначения первых используется буква h. Смешанная А-система по сравнению с У-системами получила наибольшее распространение. Это связано с тем, что на входе ft-системы осуществляется режим холостого хода (задается режимный ток), а на выходе — режим короткого замыкания (задается режимное напряжение), что позволяет более точно измерить /i-параметры транзистора. Система уравнений активного четырехполюсника в /г-системе для звукового диапазона частот записывается в виде

Анализ импульсного усилителя заключается в определении формы выходного сигнала и его искажений. Когда известны искажения фронта, среза и вершины импульса, устанавливается связь между этими искажениями и параметрами усилителя и находятся соответствующие аналитические соотношения, с помощью которых определяются элементы импульсного усилителя по допустимым искажениям сигналов. При этом следует иметь в виду, что точность полученных результатов будет заметно уступать точности анализа с помощью АЧХ усилителей, так как параметры транзисторов сильно изменяются с изменением токов, особенно когда характер изменения токов импульсный. При значительных амплитудах импульсного тока транзистора параметры его изменяются так сильно, что он становится абсолютно нелинейным элементом, для которого преобразование Лапласа неприменимо. Поэтому анализ тако-

Значения токов в транзисторе зависят от распределения в нем неосновных носителей заряда. На это распределение влияют многие факторы — геометрические размеры транзистора, параметры его материала, состояние поверхности, токи через переходы, напряжения на них и т. д.

Параметры (i п А',- опредс.чяем по ха),]ктерпстпкам транзистора ( (>. 12).

На 4.9 приведена зависимость р(/э) для эпитакси-ально-планарного транзистора, параметры структуры которого даны в приложении. На участке / в области малых токов значение р мало вследствие сильного влияния рекомбинации в эмиттерном переходе. Возрастание р на этом участке связано с уменьшением