Частотные свойства МДП-транзисторов и модели.

Частотные свойства транзистора определяется временем пролета канала и емкостями различных структур. Путь, проходимый электроном – длина канала + длина зоны перекрытия.

Напряженность поля в канале

В зоне перекрытия электроны движутся со скоростью насыщения.

При малой величине зоны перекрытия вторым членом пренебрегаем. Первое слагаемое преобразуется к виду (если подставить все выражения для С и R_i0)

Таким образом, время пролета равно времени заряда емкости затвор-канал через сопротивление канала (выходное транзистора) при 0 напряжении исток – сток.

Конечность времени пролета выражается в комплексности крутизны.

f_S – предельная частота, на которой S уменьшается в раз.

Анализ частотных характеристик можно выполнить, нарисовав эквивалентную схему полевого транзистора.

Рассматриваем упрощенную схему в Упрощенная схема в получается из схемы б при С_зи = С_зкан+С_пер. r_и<<R_i0, f<<f_s

С_ЗС = С_{перекрытия}, С_ЗИ = С_ЗКанал+ С_{Перекрытия}

Как и ранее Учет этого приводит к простой схеме а.

На рис а показано, как учитывать время пролета. При коротком замыкании по переменному току сток – исток

Отсюда получается выражение для S, т.к. время пролета.

Анализ показывает, что . Граничная частота, на которой коэффициент усиления по напряжению равен 1.

Граничная частота МДП-транзистора меньше БП, т.к. меньше крутизна.

Крутизна БП –

Крутизна МДП – .

При I_k = I_c

Роль емкости затвор – сток. См. схему в.

Составляющая тока, протекающего через конденсатор С_зс, (напряжение на конденсаторе делим на емкостное сопротивление)

Эффективная емкость получается Полная емкость

(эффект Миллера)

Ток, протекающий через конденсатор С_ЗС, создает дополнительное напряжение на затворе. Возникает обратная связь по напряжению. Она на высоких частотах может быть положительна.

Дата добавления: 2015-07-08