Передаточные вах.

Зависимость выходного тока Icот управляющего напряжения на затвореUзи ( приUси=const) называется передаточной характеристикой МДП-транзистора. Передаточная ВАХ изображена на рисунке 4. Характеристика начинается в точке на оси входных напряженияUзи, соответствующей пороговому значению напряжения затвораUп. Это естественно, так как только приUзи>Uп индуцируется проводящий канал и появляется выходной токIc. С увеличением значения параметраUси, кривая будет смещать вверх. Это объясняется тем, что с ростом стокового напряжения при постоянном напряжении затвора ток стока увеличивается на любом участке выходной ВАХ, но с разным значением положительной производной: на крутом участке выходной ВАХ токIcувеличивается резко – производная большая, на пологом участке выходной ВАХ изменение токаIcс ростомUси незначительно – производная мала.

Рис. 4. Семейство переходных характеристик

Интересным и важным с точки зрения применения МДП-транзисторов является температурное изменение статических характеристик передачи (рисунок 5). Эти изменения вызваны в основном двумя физическими процессами. Во-первых, с увеличением температуры в рабочем диапазоне температур уменьшается подвижность носителей заряда, что приводит к уменьшению тока стока. Во-вторых, происходит перераспределение носителей по энергиям и смещение энергии Ферми к середине запрещенной зоны. В связи с таким смещением уровня Ферми инверсный слой образуется у поверхности полупроводника при меньших напряженностях электрического поля. Поэтому с увеличением температуры пороговое напряжение Uп уменьшается. В результате статические характеристики передачи для неизменного напряжения на стоке, но для разных температур пересекаются.

Рис.5. Зависимость переходной характеристики от температуры

Таким образом, температурные изменения тока стока при неизменных напряжениях на МДП-транзисторе могут быть как отрицательными, так и положительными, а также нулевыми в определенной рабочей точке статических характеристик.

Частотные свойства.

Частотные свойстваполевых транзисторов зависят от времени пролета канала носителями тока, т.е. от длины проводящего канала и скорости носителей. Современная технология изготовления полевых транзисторов позволяет выполнять транзисторы с очень малой длиной канала, достигающей нескольких микрометров. Скорость носителей тока увеличивается при росте напряженности поля в канале, однако при напряженности поля больше некоторого значения наступает насыщение скорости. Частотные свойства полевых транзисторов зависят также от межэлектродных емкостей: затвор – стокС_зс, затвор – исток С_зии сток – исток С_си.

Быстродействие полевых транзисторов с изолированным затвором определяется временем перезаряда распределенной емкости между затвором и каналом. Постоянные времени процесса перезаряда этой емкости при малом внешнем сопротивлении в цепи затвора ограничивают рабочий диапазон частот полевого транзистора с изолированным затвором частотами около 10 ГГц.

Что касается температурной зависимости полевых транзисторов, то здесь имеет место различный характер температурных характеристик. В первом случае, вследствие тепловых колебаний кристаллической решетки с ростом температуры подвижность носителей в канале падает, что приводит к уменьшению тока и крутизны характеристики транзистора. А во втором – наоборот, ток увеличивается с ростом температуры. Это связано с тем, что температура влияет не только объемное рассеяние в канале, но и на поверхностное рассеяние, имеющее обратную температурную зависимость.

Рис.6.Структура транзистора

(S– исток,D–сток,

G–затвор,B–подложка,

d– толщина подзатворного диэлектрика.)