В інтегральній схемотехніці використовуються різні типи польових транзисторів. Транзистори на базі керуємого p-n-переходу (JFET-junction field effect transistor) знаходять використання в аналогових схемах перемикання, а MДH (MOSFET, MISFET – Metal-Oxigen (Insulator)-Semiconductor field effect) структури використовуються в цифровій схемотехніці. Як ключові елементи використовуються лише транзистори з індуційованим каналом. Принципова схема такого ключа з р-каналом приведена на рис.2.8.а.
Подібно до біполярних транзисторів, польові найбільш повно описуються сімейством вихідних характеристик рис.2.8.б, в яких умовно виділяються дві області. Перша з них (позначена цифрою 1 на рис. 2.8.б) - область наростання струму. В цій області канал транзистора може розглядатись як прилад, що керується напругою затвор-витік UЗВ. В області ІІ, яка традиційно називається пентодною, струм мало залежить від напруги стоку UС. Вигляд вихідних характеристик ілюструє важливу особливість MДH- транзисторів – відсутність залишкової напруги, що являється характерною для біполярних структур. Зменшення величини опору відкритого каналу досягається або за рахунок підвищення опору RС, або шляхом підвищення напруги UЗВ, яка має свої обмеження.
Розділююча лінія між двома областями характеристики |UЗВ – UП| = UР визначається розділюючою напругою UР.
При аналізі схем з польовими транзисторами широко використовується стоко-затворна характеристика ІС=f(UС) (рис.2.9).
Порогова напруга UП визначає той рівень вхідної напруги, при якій з’являється провідність індуційованого каналу.
Стоко-затворна характеристика являється основою для побу-дови схеми заміщення транзистора з джерелом струму ІС , що задається крутизною цієї характеристики g (рис.2.10), де rВС – це динамічний опір витік-сток; СЗВ, СЗС, СВС – паразитні міжелектродні ємності транзистора. Позначення В, З, С- відповідно- витік, затвор, сток.
12.Робота MДH транзистора в режимі ключа суттєво відрізняється від роботи біполярного.
До того часу, поки вхідна напруга менше порогового рівня UП транзистор находиться в закритому стані і напруга на його виході рівна напрузі джерела живлення EС. При UВХ > UП транзистор спочатку проходить інтервал напруг в області пентодних характеристик і при досягненні рівня порогової вхідної напруги UПВ переходить в область І, де опір його
RВ »(g×UВХ.П)-1
 |
В зв’язку з тим, що в MДH транзисторах режим насичення відсутній, величина вихідної напруги ключа (низький рівень) буде залежати від RС. Звідси витікає, що величина RС повинна розраховуватись, виходячи з умов перешкодостійкості ключа.
Специфіка процесів при зміні
станів ключа проявляється в тому, що його внутрішні процеси мають значно більшу
швидкість, ніж зовнішні, пов¢язані з зарядом та розрядом
паразитних конденсаторів. Найбільший вплив на тривалість фронтів має
конденсатор СВС (рис.2.10), поєднаний з ємністю
навантаження. Заряд конденсатора СВС відбувається через
резистор RС від джерела живлення ЕС, а
розряд - на відкритий канал транзистора з опором RВ.
Враховуючи, що RС >> RВ (співвідношення між
ними знаходиться у інтервалі 10¸20) зарядний струм приблизно
на стільки ж менший, ніж розрядний, а це значить, що швидкодія ключа
обмежуеться часом заряду конденсатора СВС через RС.
Спосіб зниження часу заряду СВС за рахунок зниження RС
використовувати недопустимо, так як це буде приводити до зниження
перешкодостійкості.
13. Комплементарні MДH-ключі. Розглянута схема має ряд недоліків як схемотехнічного, так і технологічного характеру, які дуже важко усунути. Вихід з цієї ситуації знаходиться в використанні
Рис.2.11. динамічного навантаження, в якості якого використовується транзисторний ключ протилежної полярності (рис.2.11). В приведенній схемі транзистори включені однаково по схемі з загальним витоком і ключ являється симметричним по відношенню до вхідної та вихідної напруги. Вхідна напруга для обох транзисторів визначається по-різному: для n-канального VT2 – по відношенню до загальної шини,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.