азів менше, ніж у схемі ОІ. Каскад ОЗ володіє низьким вхідним опором, у зв'язку з чим він має обмежене практичне застосування в підсилювальної техніці.
Рис. 1.2 - схеми включення МДП-транзистора з ОИ (а), ОЗ (б) і ОС (в)
Режими роботи польових транзисторів
Динамічним режимом роботи називають такий режим, в якому до транзистора, який підсилює вхідний сигнал, підключена навантаження. Такий навантаженням може служити резистор Rс, приєднаний послідовно зі стоком польового транзистора, включеного по схемі із загальним витоком.
Ключовим називають такий режим роботи транзистора, при якому він може бути або повністю відкритий, або повністю закритий, а проміжний стан, при якому компонент частково відкритий, в ідеалі відсутня. Потужність, що виділяється в транзисторі, в статичному режимі дорівнює добутку струму, що протікає через висновки стік-витік, і напруги, прикладеної між цими висновками.
В ідеальному випадку, коли транзистор відкритий, тобто в режимі насичення, його опір межу висновками стік-витік прагне до нуля. Потужність втрат у відкритому стані являє твір рівного нулю напруги на певну величину струму. Таким чином, розсіює потужність дорівнює нулю.
В ідеалі, коли транзистор закритий, тобто в режимі відсічення, його опір між висновками стік-витік прагне до нескінченності. Потужність втрат в закритому стані є твір певній величини напруги на рівне нулю значення струму. Отже, потужність втрат дорівнює нулю.
Виходить, що в ключовому режимі, в ідеальному випадку, потужність втрат транзистора дорівнює нулю. На практиці, природно, коли транзистор відкритий, присутня деяка невеликий опір стік-витік. Коли транзистор закритий, за висновками стік-витік протікає струм невеликої величини. Таким чином, потужність втрат в транзисторі в статичному режимі мала. Однак в динамічному режимі, коли транзистор відкривається або закривається, його робоча точка форсує лінійну область, в якій струм через транзистор може умовно становити половину максимального струму стоку, а напруга стік-витік може досягати половини від максимальної величини. Таким чином, в динамічному режимі в транзисторі виділяється величезна потужність втрат, яка звела б нанівець всі чудові якості ключового режиму, але на щастя тривалість знаходження транзистора в динамічному режимі багато менше тривалості перебування в статичному режимі. У результаті цього ККД реального транзисторного каскаду, працював у ключовому режимі, може бути дуже високий і складати до 93% - 98%.
Працюючі в ключовому режимі транзистори широко застосовують у силових перетворювальних установках, імпульсних джерелах електроживлення, у вихідних каскадах деяких передавачів та ін. [3]
У зв'язку з сучасними тенденціями необхідно знати і вміти розраховувати параметри транзисторів. Актуальність даного питання украй велика, так як область інтегрально кремнієвої мікроелектроніки розвивається швидкими темпами.
2. Розрахунок електричних характеристик кремнієвого інтегрального n-канального МДН-транзистора
2.1 Вихідні дані. Завдання
Вихідні дані
1Варіант62Матеріал затвораSi * 3Дліна каналу L, мкм24Шіріна каналу W, мкм605Толщіна подзатворного діелектрика d, мкм 0,16Концентрація домішки в підкладці NB, см - 3 6 ? 15 жовтня 7Подвіжность електронів в каналі mn, см 2/В ? з 5008Плотность поверхневих станів N ss (Q ss gt; 0), см - 2 липня € 10 10 9Концентрація домішки в контактних n + -шар N +, см - 3 20 жовтня 10Толщіна контактних п + -шар xj, мкм 0.6
Загальні дані
e=1.62 * 10 - 19 Кл - заряд електрона,
? 0=8.85 * 10 - 14 Ф/см діелектрична проникність вакууму,
? =11.9 - відносна проникність Si,
? d=3.4 - відносна проникність діелектрика,
Е s=1.5 * 10 4 на/см - поздовжнє електричне поле в каналі,
V t=1 В - порогове напруга.
Завдання
1. Намалювати масштабний ескіз і топологію МДП-транзистора відповідно до завдання.
. Розрахувати граничну напругу МДП-транзистора при заданих вихідних даних і=0 В. Внести зміни в конструкцію транзистора, щоб забезпечити порогове напруга=+1 В.
. Розрахувати і побудувати вихідні характеристики в наближенні ідеалізованої моделі при=0 В в діапазоні напруг:
0-5 В; =0 - 5 В (крок 1 В)
. Розрахувати вихідну характеристику з урахуванням неоднорідності ОПЗ під затвором (реальна ВАХ) при 0-5 В, 4 В, 0 В.
