Эквивалентная схема и особенности ВАХ

Эквивалентная схема идеализированного ПТУП изображена на рис. VII. 1.2. ВАХ канала представлена генератором тока I i)(V_gs, V_f^). Диоды D и D _y/ моделируют р-п переход затворканал. Емкости затвор—исток и затвор—сток C_{gs g (}/ включают барьерные емкости р-п перехода затвор—канал, а также диффузионные емкости канала, пропорциональные токам I_gs и I_{g (t} через диоды D и D_v/. Сопротивления R_n и R_s соответствуют сопротивлениям пассивных областей стока и истока (см. рис. VII. 1.1), а сопротивление R_a — сопротивлению затвора.

Рис. VII. 1.2. Эквивалентная схема полевого транзистора с управляющим р-п переходом На рис. VII. 1.3, а представлены выходные ВАХ транзистора с пороговым напряжением V, =-1 В, а на рис. VII. 1.3, б — входная ВАХ Ici^cs) при напряжении сток—исток V_DS =2 В. По сравнению с ВАХ МДПТ они имеют следующие особенности.

Рис. VII. 13. ВАХ полевого транзистора с управляющим р-п переходом (V,= -l В):

а — выходные; б — входная.

Пунктир на рис." разделяет крутую и пологую области ВАХ.

• 1. Затвор ПТУП не изолирован от канала диэлектриком, поэтому при V_gs > Vg_smax = k_bV_b ~ 0,6 В (VII.1.1) в цепи затвора может протекать ток I_G (см. рис. VII.1.3, б), сравнимый с током стока. Отметим, что при достаточно высоком напряжении V_ds диод D _v/ оказывается закрытым и весь ток затвора протекает в цепи затвор—исток, в результате чего ток истока больше тока стока на величину I_G.
• 2. При V_gs > Vg_smax выходные ВАХ на рис. VII.1.3, а не проходят через начало координат. Действительно, при Vgs > V_gsmax ^и Vfj_s=0 затворный ток I_G поровну распределяется между электродами стока и истока. Таким образом, в соответствии с принятыми за положительные направлениями токов (см. рис. VII. 1.2) 1 $ -l_G /2 и I_D =-I_G /2. Поэтому выходная ВАХ, соответствующая внешнему напряжению V_GS = -И В, пересекает ось тока в точке I_D = -I_G /2 (см. рис. VII. 1.3, а). При «оборванном» стоке (I_D = 0) большая часть затворного тока протекает через диод D _ч и сопротивление истока R_s. Поэтому выходная ВАХ пересекает ось напряжения в точке V_DS ~ I_GR_S (см. рис. VII. 1.3, а).
• 3. При V_gs > Vg_smax, когда диод открыт, большая часть приращения напряжения затвор—исток dV_GS выделяется не на малом дифференциальном сопротивлении диода D,_v, а на сопротивлении R_s (см. рис. VII.1.1): dV_gs <^dV_GS. Поэтому в режиме затворного тока крутизна ВАХ g = dI_D / dV_GS резко снижается. Это показывает рис. VII.1.3, а: при изменении напряжения V_GS от 0,5 до 1 В приращение тока стока значительно меньше, чем при изменении V_GS от 0 до 0,5 В.