Tranzystory polowe. Podział. Tranzystor PNFET (JFET) Kanał N. Kanał P. Drain. Gate. Gate. Source. Tranzystor polowy (FET) Z izolowaną bramką (IGFET)

Transkrypt

1 Tranzystory polowe Podział Tranzystor polowy (FET) Złączowy (JFET) Z izolowaną bramką (IFET) ze złączem ms (MFET) ze złączem PN (PNFET) Typu MO (MOFET, HEXFET) cienkowarstwowy (TFT) z kanałem zuobożanym (normalnie włączone) z kanałem wzbogacanym (normalnie wyłączone) z kanałem typu N z kanałem typu P Tranzystor PNFET (JFET) rain Kanał N ate p n p ate ource Kanał P 1

2 Tranzystor JFET zasada działania I U 1 < U I U =0.1V n U =0.1V p n p p p U 1 U warstwa zaporowa warstwa zaporowa Tranzystor JFET zasada działania I U 1 < U I U =10V n U =10V p n p p p U 1 U warstwa zaporowa warstwa zaporowa Tranzystor JFET charakterystyki

3 Tranzystor JFET charakterystyki Tranzystor JFET charakterystyki Tranzystor JFET parametry Parametry statyczne: napiecie progowe U p prąd drenu I (U = 0) rezystancja w stanie włączenia r ds maksymalny prąd bramki I max prąd drenu w stanie odcięcia I min Parametry dynamiczne: transkonduktancja g mm pojemność wejściowa C we pojemność wyjściowa C wy pojemność zwrotna C w pole wzmocnienia f czas włączenia t on czas wyłączenia t off 3

4 Tranzystor JFET parametry Parametry graniczne: maksymalne napięcie źródło dren U max maksymalny prąd drenu I max maksymalne napięcie bramka źródło U max moc strat P max Tranzystor JFET punkt pracy Tranzystor JFET ograniczenia 4

5 Tranzystory polowe punkt pracy Tranzystor JFET statyczny nieliniowy model wielkosygnałowy (zakres pentodowy) U I U 1 U P Tranzystor JFET dynamiczny nieliniowy model wielkosygnałowy (zakres pentodowy) C gd C gs I U U P 1 Pojemności C gs i C gd rzędu pf Praca impulsowa tranzystora będzie omówiona na przykładzie tranzystora MO 5

6 Tranzystor JFET liniowy model małosygnałowy O Tranzystor JFET liniowy model małosygnałowy O Tranzystor JFET częstotliwość graniczna 6

7 Tranzystor JFET liniowy model małosygnałowy O i O Tranzystor JFET przykładowe parametry Tranzystory z izolowana bramką MO Normalnie wyłączone (z kanałem wzbogacanym) ource ate rain ource ate rain io io p p n n n p Base Base 7

8 Tranzystory z izolowana bramką MO Normalnie włączone (z kanałem zubożanym) Tranzystor MOFET z kanałem typu P normalnie wyłączony U =0.1V U =10V I p I p io n io n U p p U Tranzystor MOFET z kanałem typu P normalnie wyłączony I ( ) = k U UT µ nc0x W k = L W,L szerokość i długość kanału C 0x pojemność warstwy izolującej bramkę µ n ruchliwość nośników 8

9 Tranzystor MOFET z kanałem typu N normalnie wyłączony U =0.1V U =10V I n I n io p io p U n U n Tranzystor MOFET z kanałem typu N normalnie wyłączony I = k( U U ) T Tranzystor MOFET z kanałem typu P normalnie włączony U =0.1V U =10V U =10V I p I p I p io n io n io n U 1 p U 1 p U p U > U 1 9

10 Tranzystor MOFET z kanałem typu P normalnie włączony I U 1 U = I T Tranzystor MOFET z kanałem typu N normalnie włączony U =0.1V U =10V U =10V I n I n I n io p io p io p U 1 n U 1 n U n U > U 1 Tranzystor MOFET z kanałem typu N normalnie włączony 10

11 Parametry statyczne: napiecie progowe U T prąd drenu I (U = 0) Tranzystory MOFET parametry rezystancja w stanie włączenia r dson maksymalny prąd bramki I max prąd drenu w stanie odcięcia I min Parametry dynamiczne: transkonduktancja g mm pojemność wejściowa C we pojemność wyjściowa C wy pojemność zwrotna C w pole wzmocnienia f czas włączenia t on czas wyłączenia t off Tranzystory MOFET parametry Parametry graniczne: maksymalne napięcie źródło dren U max maksymalny prąd drenu I max maksymalne napięcie bramka źródło U max moc strat P max tatyczny model nieliniowy NORMALNIE WYŁĄCZONY KANAŁ N NORMALNIE WYŁĄCZONY KANAŁ P U ( ) k U U T U ( ) k U U T 11

12 tatyczny model nieliniowy NORMALNIE WŁĄCZONY KANAŁ N NORMALNIE WŁĄCZONY KANAŁ P U I U 1 U P U I U 1 U P obór punktu pracy W pracy nieliniowej tranzystory MOFET stosuje się w układach przełączających dużej mocy. Tranzystory polowe wpływ temperatury 1. Złączowe temperatura wpływa na prąd zerowy złącza PN, powodując zmniejszanie się rezystancji wejściowej tranzystora.. Temperatura wpływa na wartość U P napięcie to zmienia się ze wsp. Temperaturowym równym około.3 mv/ 0 C 3. Temperatura wpływa na ruchliwość nośników w kanale. Wzrost temperatury spadek ruchliwości spadek konduktancji wyjściowej i przejściowej tranzystora, spadek częstotliwości granicznej 1

13 Tranzystory polowe wpływ temperatury Tranzystory polowe wpływ temperatury Tranzystory polowe wpływ temperatury 13

14 ynamiczny model nieliniowy C gd C gs I U 1 UT lub ( ) k U U T Model małosygnałowy tranzystora MOFET Częstotliwość graniczna tranzystora MOFET 14

15 zumy tranzystorów polowych Konfiguracje pracy Tranzystory polowe parametry admitancyjne 15

16 Model małosygnałowy tranzystora MOFET O i O la konfiguracji O i O obowiązuja takie same modele jak dla tranzystora JFET. Należy uwzględnoć w nich pojemność dren podłoże C db. Porównanie konfiguracji pracy tranzystora Przykładowe parametry 16

17 Podsumowanie Układy polaryzacji układ dwubateryjny R I Q I R U Q E U Q E R Tranzystor JFET statyczny nieliniowy model wielkosygnałowy (zakres pentodowy) U I U 1 U P 17

18 Układy polaryzacji układ dwubateryjny R I Q I R U Q E E U Q R U Q Q = E Q I Q R ( R R ) U = E I Układy polaryzacji układ z automatycznym minusem R I I Q U Q E R U Q R Układy polaryzacji układ z automatycznym minusem I R I Q U 1 I U = P U Q E U Q R R Q U = I Q Q Q R ( R R ) U = E I 18

19 Układy polaryzacji układ potencjometryczny R I I Q U Q R 1 E R 3 U Q R R Układy polaryzacji układ potencjometryczny R I Q I R U Q E U Q R E E R = E R R 1 R R R = R 1 R3 1 R Układy polaryzacji układ potencjometryczny R I R I Q I U 1 U = P U Q E E U Q R Q U Q = E Q I ( R R ) U = E I R 19

20 Układy polaryzacji stabilność punktu pracy a) układ dwubateryjny dla R s = 0; b) układ z aut. minusem c) układ potencjometryczny Wzrost R s zwiększa stabilność Układy polaryzacji układ ze sprzężeniem drenowym R 1 R I Q I U Q E U Q R R Układy polaryzacji układ ze sprzężeniem drenowym R 1 R U Q = E R I R R 1 Q R R R R1 R I U = 1 I Q I U P U Q E la (R 1 R ) >>R : Q Q ( R R ) U = E I U Q R R Nie ma konieczności stosować dużych R 0

21 Układy polaryzacji R R I R I Q I I Q U Q E U Q E U Q R U Q E R R R R 1 R I Q I Q I I R 1 U Q E E R 3 U Q U Q U Q R R R R Obowiązują zależności takie jak dla układów polaryzacji tranzystorów JFET 1