Электротехника и электроника

4. Полевые транзисторы: 4.4. Параметры и модели полевых транзисторов

4.4.2. Математические модели транзистора с общим истоком

а) Универсальная модель полевого транзистора (рис.4.12) описывает все режимы его работы.

Рис. 4.12

Здесь r_С , r_И - объемные сопротивления стока и истока (достаточно небольшие), i_y - источник тока, управляемый напряжением u_ЗИ. Для области отсечки ток источник равен нулю; для линейной (омической) области при 0 < u_СИ < ( U_{ЗИ, ОТС} – u_ЗИ ) ток управляемого источника может быть аппроксимирован уравнением второго порядка:

здесь b - удельная крутизна сток - затворной характеристики. Линия начала насыщения при
u_СИ > ( U_{ЗИ ОТС} – u_ЗИ ) определяется квадратичным уравнением

Динамическая крутизна определяется как

б) Упрощенная линейная модель.

Если рабочая точка выбрана на линейном участке сток - затворной характеристики и мгновенные значения токов и напряжений не выходят за пределы этого линейного участка, то можно использовать упрощенную модель в виде управляемого источника тока, управляемого напряжением, с постоянными параметрами. Учитывая, что входной ток транзистора с общим истоком равен нулю, модель обычно представляют только для выходной цепи. Такая модели показана на рис.4.13.

Рис. 4.13

Выходное напряжение транзистора равно

Du_СИ = - SR_iDU_ЗИ = -µDu_ЗИ

При подключении нагрузки R_Н к транзистору, выходное напряжение определяется не внутренним сопротивлением транзистора, а параллельным соединением R_вых = R_i || R_H. Таким образом, коэффициент передачи нагруженного транзистора с ОИ равен

Типовые значения основных параметров современных транзисторов при работе в усилительном режиме следующие: S = 0,3...3 мА/В, R_i составляет несколько мегом.

Транзисторы с управляющим p–n – переходом обладают наиболее низким среди полупроводниковых приборов уровнем шума в диапазоне частот от долей герц до сотен мегагерц, их входное сопротивление составляет 10⁶ ... 10⁹ Ом. Входное сопротивление транзисторов с изолированным затвором еще выше и составляет 10⁶ ...10¹⁵ Ом.

Классификация полевых транзисторов такая же, как и у биполярных транзисторов. Второй элемент буквенно-цифрового кода имеет букву П.

© Андреевская Т.М. Кафедра РЭ, МИЭМ, 2005.