Частотные свойства полевых транзисторов
Анализ показывает, что по частотным свойствам полевой транзистор не имеет особых преимуществ перед биполярным. Практически были осуществлены полевые транзисторы с максимальной частотой генерации до 30 ГГц. Но с точки зрения быстродействия полевой транзистор превосходит биполярный, так как работает на основных носителях заряда при отсутствии их накопления.
На частотные свойства полевых транзисторов оказывают влияние:
- конечность времени пролета носителей от истока до стока;
- межэлектродные емкости структуры.
Конечность времени пролета носителей tПР отражается комплексной крутизной
(4.6)
Здесь S0 - значение крутизны при ω → 0.
Модуль крутизны равен:
. (4.7)
При ω = ωS крутизна уменьшается в раз, частоту ωS называют предельной частотой крутизны.
Частота ωS связана с временем пролета tПР соотношением
ωS=1/ tПР.
Для выяснения частотной зависимости параметров транзистора от межэлектродных емкостей необходимо воспользоваться эквивалентной схемой (рисунок 4.7).
Из эквивалентной схемы следует, что к емкости затвор-сток приложена сумма двух напряжений: входного и выходного. Причем выходное напряжение . Входной ток транзистора разветвляется на две ветви: часть тока течет через входную емкость СЗИ , часть через емкость СЗС. Тогда входной ток будет равен
где . (4.8)
Отсюда следует, что наличие проходной емкости СЗС увеличивает входную емкость транзистора, что ведет к снижению граничной частоты, поскольку емкость СЭ, определяющая граничную частоту, включает в себя и входную емкость транзистора, шунтирующую резистор нагрузки RН.
Ток затвора IЗ во входной цепи полевого транзистора с управляющим p-n переходом является обратным током, который создается неосновными носителями через p-n переход, чрезвычайна мал (порядка 10-9 А и менее). Поэтому входное сопротивление полевого транзистора RВХ=DUЗ/DIЗ очень высокое (порядка нескольких мегомов), входная же емкость мала, так как переход находится под обратным напряжением. Этими качествами полевой транзистор выгодно отличается от биполярных транзисторов с двумя p-n переходами
Входное сопротивление МДП-транзистора из-за наличия изолятора между затвором и каналом составляет около 1012 - 1014 Ом и уменьшается с ростом частоты вследствие шунтирования входной емкостью транзистора. Выходное сопротивление находится в пределах десятков - сотен килоомов. Входная и выходная емкости составляют единицы пикофарад, а проходная емкость -десятые доли пикофарад.
.
Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 305;