Физическая эквивалентная схема полевого транзистора

Для описания частотных свойств полевого транзистора в широком диапазоне частот применяется физическая эквивалентная схема (рис.4.12).

Усилительные свойства транзистора, имеющего крутизну S, отражаются идеальным генератором тока SU_mзи. R_i = 1/Y₂₂ - выходное сопротивление полевого транзистора. r_с r_к, r_и – это обьемные сопротивления области стока, канала и истока. В эквивалентной схеме учтены также емкости. В транзисторе с управляющим р-n-переходом емкость С_си в основном определяется емкостью между электродами стока и истока, а в МДП- транзисторе емкость С_си определяется еще и емкостью р-n- перехода между подложкой и областями истока и стока. Поэтому в МДП- транзисторах

 

Рис.4.12

 

емкость С_си существенно выше, чем в транзисторах с р-n- переходом. Поскольку полевой транзистор работает с обратно смещенным р-n- переходом, то емкости С_зи и С_зс являются барьерными. Для МДП- транзистора — это емкости затвора относительно областей истока и стока. Ориентировочно, для маломощных транзисторов различного типа С_зи=2-15 пФ, С_зс=0,3-10 пФ; для МДП – транзисторов С_си=315 пФ; для транзисторов с управляющим р-n

– переходом емкость С_си, как правило, не превышает 1 пФ.

Рассмотренная схема справедлива до частоты, равной примерно 0,7f_г. Частота f_г на которой коэффициент усиления по мощности в режиме согласования по входу и выходу равен единице, называется предельной частотой генерации транзистора. Предельная частота генерации полевого транзистора определяется как:

, (4.11)

здесь r_И — сопротивление неуправляемого участка канала вблизи области истока, зависящее от тока насыщения и, как правило, не превышающее нескольких десятков ом.

Используя схему рис.4.12, можно найти у - параметры полевого транзистора:

(4.12)

3нак минус в формуле для означает, что ток во входной цепи, вызванный напряжением U_си, вследствие обратной связи в транзисторе, имеет направление, противоположное тому, которое принято положительным для тока затвора. Из (5.10) следует, что с ростом рабочей частоты транзистора величины всех проводимостей растут. Поскольку емкость С_зс невелика, ее влиянием даже на достаточно высоких частотах можно пренебречь и считать, что .