В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Рис. 4.22. Схемы включения ПТ

4.4.1. Основные параметры полевых транзисторов

1. Начальный ток стока I С. нач, — ток стока при напряжении между затвором и истоком, равном нулю, и напряжении на стоке, равном или превышающем напряжение насыщения.

2. Остаточный ток стока I С. ост— ток стока при напряжении между затвором и истоком, превышающем напряжение отсечки.

3. Ток утечки затвора I 3.ут— ток затвора при заданном напряжении между затвором и остальными выводами, замкнутыми между собой.

4. Напряжение отсечки U 3И. отс— напряжение между затвором и истоком транзистора с р-n -переходом или изолированным затвором, работающего в режиме обеднения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения (обычно 10 мкА).

5. Пороговое напряжение U 3И. пор— напряжение между затвором и истоком транзистора с изолированным затвором, работающего в режиме обогащения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения (обычно 10 мкА).

6. Крутизна характеристик S — отношение изменения тока стока к изменению напряжения на затворе при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора в схеме с общим истоком. Значение S зависит от рабочей точки транзистора. Измеряют S на низкой частоте (обычно 50… 1500 Гц).

В таблице 4.11 приведены основные параметры некоторых наиболее распространенных ПТ.

Частотные свойства ПТ определяются постоянной времени RC-цепи затвора. Поскольку входная емкость у транзистора с р-n -переходом велика (десятки пикофарад), их применение в усилительных каскадах с большим входным сопротивлением возможно в диапазоне частот, не превышающих сотен килогерц — единиц мегагерц. У ПТ с изолированным затвором входная емкость значительно меньше, поэтому их частотные свойства намного лучше, чем у ПТ с р-n -переходом.

Тепловые параметры ПТ характеризуют его устойчивость при работе в диапазоне температур. В отличие от биполярных транзисторов, у которых при повышении температуры ток коллектора возрастает, ток стока ПТ в зависимости от выбранного режима может увеличиваться, уменьшаться или оставаться постоянным. На рис. 4.23 приведены стоко-затворные характеристики при различных температурах окружающей среды и указано положение термостабильной точки.

Рис. 4.23. Стоко-затворные характеристики ПТ при температурах:

1)+85 °C; 2) +25 °C; 3)-60 °C

Зависимость крутизны характеристики от температуры у полевых транзисторов такая же, как и у тока стока. С ростом температуры ток утечки затвора увеличивается. Хотя абсолютное изменение тока незначительно, его надо учитывать при больших сопротивлениях в цепи затвора. В этом случае изменение тока утечки затвора может вызвать существенное изменение напряжения на затворе ПТ и режима его работы.

В ПТ с изолированным затвором ток затвора практически не зависит от температуры.

При конструировании устройств на ПТ следует учитывать, что с увеличением напряжения отсечки термостабильная точка смещается в область малых токов стока, где относительная крутизна характеристики невелика. Поэтому в устройствах, которые должны иметь минимальную температурную нестабильность, необходимо применять транзисторы с индексом Е (Ж), у которых напряжение отсечки мало, а термостабильная точка находится в средней части стоко-затворной характеристики с относительно большой крутизной. У транзисторов же последних групп (КП102К, КП102Л) термостабильная точка находится в самом начале характеристики, где ее крутизна и ток стока относительно невелики, хотя и больше, чем у транзисторов КП102Е.

4.4.2. Максимально допустимые параметры

Они определяют значения конкретных режимов ПТ, которые не должны превышаться при любых условиях эксплуатации, при которых обеспечивается заданная надежность. К максимально допустимым параметрам относятся: максимально допустимое напряжение затвор — исток U 3И. max, затвор — сток U 3C.max, сток — исток U CИ. max, максимально допустимое напряжение сток — подложка U СП. max, исток — подложка U ИП. max, затвор — подложка U 3П. max. Максимально допустимый постоянный ток стока I С. maxмаксимально допустимый прямой ток затвора, I З(пр). max— максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность Р max.

Все основные и максимально допустимые параметры ПТ можно найти в справочниках по транзисторам.

4.4.3. Вольт-амперные характеристики ПТ

Они устанавливают зависимость тока стока I сот одного из напряжений U сиили U зипри фиксированной величине второго.

Статические стоковые характеристики ПТ с управляющим р-n -переходомпредставляют собой выраженную графически зависимость I с= φ( U си) при U зи= const. При U зи= 0 и малых значениях U ситок стока изменяется прямо пропорционально напряжению (начало участка АБ , рис. 4.24, а ). В точке Б из-за заметного сужения стокового участка канала и уменьшения его общей проводимости намечается некоторое отклонение характеристики от прямой линии.

Рис. 4.24. ВАХ ПТ с р-nпереходом и n-каналом:

а)стоковые; б)стоко-затворные

На участке БВ существенное сужение стокового участка канала и значительное уменьшение его общей проводимости замедляют рост тока I сс увеличением U си. В точке В при U CИ. нас= | U 3И. отс| ток стока достигает значения насыщения и при дальнейшем увеличении U сиостается почти неизменным. Этот ток называется начальным током стока I С. нач. При U CИ. пробвозникает электрический пробой стокового участка управляющего р-n -перехода и ток стока резко возрастает. При подаче некоторого отрицательного напряжения на затвор ( U зи< 0) управляющий р-n -переход расширяется, сужая токопроводящий канал, что приводит к уменьшению исходной проводимости канала и более пологому ходу начального участка данной статической стоковой характеристики. При этом значения U CИ. нас и I CИ. насуменьшаются. Несколько меньшим оказывается и напряжение электрического пробоя, так как обратное напряжение на стоковом участке управляющего р-n -перехода представляет собой сумму U си+ | U зи|. Аналогичный вид имеют и все остальные характеристики семейства. Геометрическое место точек, соответствующих перекрытию токопроводящего канала и наступлению режима насыщения на графике (рис. 4.24, а ), показано штриховой линией.