Мазкур ўқув услубий мажмуа фаннинг ишчи ўқув дастури ва ишчи ўқув режасига мувофиқ ишлаб чиқилди

Майдоний транзисторларнинг частота хусусиятлари


МДЯ – транзисторларнинг частота хусусиятлари. УИ схемада уланган МДЯ – транзисторнинг соддалаштирилган кичик сигнал физик эквивалент схемаси 7.5-расмда келтирилган. Унда МТнинг асоси исток билан уланган бўлиб, юқори частотада ишлов-чи схемаларни ҳисоблашда кенг қўлланилади.

7.5-расм. Умумий исток схемада уланган МДЯ – транзисторнинг кичик сигнал эквивалент схемаси.

Эквивлаент схемадаги ток манбаи SU_ЗИ транзисторнинг кучайтириш хусусиятини, R_i резистор эса исток – сток занжирининг (7.6) ва (7.11) ифодалар билан аниқланувчи дифференциал қаршилигини эътиборга олади. Транзисторнинг частота хусусиятлари асосан, сиғимлари билан аниқланади.

Эквивалент схемадаги конденсаторлар МДЯ – тузилманинг қуйидаги сиғимларини ифодалайди: С_ЗИ – исток қатламига нисбатан затвор металл электродининг сиғими; С_ЗС – сток қатламига нисбатан металл затвор сиғими; С_СА – сток ўтиш барьер сиғими, яъни сток-асос сиғими. Схемага С_ИА сиғим киритилмаган, чунки исток билан асос уланган, унинг қаршилиги нолга тенг деб С_ИА =0 ҳисобланади.
Учта конденсатордан фақат С_ЗИ ва С_ЗС бевосита МДЯ – тузилма билан боғланган. Ушбу конденсаторларнинг қайта зарядланиши канал орқали истокдан стокка оқаётган электронлар оқими ёрдамида амалга ошади. Канал токи кўрсатилган кучланишларга боғлиқлиги сабабли тўйиниш режимида С_ЗС=0.
Электронларнинг истокдан стокка учиб ўтиш вақти маълум қийматга эга бўлгани сабабли, транзистор тиклиги комплекс катталикдир.
, (7.12)
бу ерда, f_S - тикликнинг рухсат этилган частотаси, бу частотада статик S тикликка нисбатан марта камаяди. f_S частота заряд ташувчиларнинг учиб ўтиш вақти билан қуйидагича боғланган:
. (7.13)
Электронларнинг истокдан стокка учиб ўтиш вақти юқоридаги ифода билан аниқланади. f<_S частоталарда тикликни ўзгармас S = S деб ҳисоблаш мумкин.
Агар L=10 мкм, =1500 см/В∙с, U_СИ= 4 В бўлса, =0,5 нс ни ташкил этади. Бунда f_S ≈ 300 МГц. Замонавий МДЯ – транзисторларда канал узунлиги 4 мкм дан кичик. Бунда < 0,01 нс ва f_S >15 ГГц. Натижада, тикликнинг инерциялилигини эътиборга олмаса ҳам бўлади.
Кучайтиргичларда рухсат этилган частота f_S дан ташқари чегаравий частота f_ЧЕГ деб аталувчи частота киритилган. МТ асосидаги кучайтиргичнинг чегаравий частотаси кучланиш бўйича кучайтириш коэффициенти модули бирга тенг частота сифатида аниқланади.
, (7.14)
бу ерда, С_ЧИҚ=С_СА+С_Ю.
МТлар асосидаги кучайтиргичлар чиқишига сиғими С_ЗИ га яқин С_Ю конденсаторни улаш f_ЧЕГ частотани бир неча марта камайтиришини алоҳида таъкидлаш керак. С_Ю сиғимнинг чегаравий частотага катта таъсир кўрсатишининг сабаби, МТларда БТларга нисбатан тиклик қийматининг кичиклигидадир.
р-n ўтиш билан бошқариладиган майдоний транзисторнинг частота хусусиятлари. n – канали р-n ўтиш билан бошқариладиган МТнинг соддалаштирилган кичик сигнал эквивалент схемаси 7.16-расмда келтирилган.



7.6-расм. n – канали р-n ўтиш билан бошқариладиган МТнинг соддалаштирилган кичик сигнал эквивалент схемаси.

Ушбу схема элементлари МДЯ – транзисторникидек: R_i – тўйиниш режимида каналнинг дифференциал қаршилиги; U_ЗИ – транзисторнинг кучайтириш хоссаларини акс эттирувчи ток манбаи; С_ЗИ ва С_ЗС - р – n ўтиш ён томонларининг барьер сиғимлари.

Ток ўзгаришларининг инерциялилиги МДЯ – транзисторларники каби учиб ўтиш вақти билан ифодаланади. Ушбу параметр ҳам канал қаршилигини затвор-канал қаршилигига кўпайтирилганига тенг ва қуйидаги ифода билан аниқланади:
. (7.15)
Шундай қилиб, МТ ва МДЯ – транзисторларнинг частота хусусиятлари принципда бир хил бўлиши мумкин. Аммо амалда МТлар канали узунлиги L ни замонавий МДЯ – транзисторларникидек кичик қилиб бўлмайди. Шу сабабли МТларнинг тезкорлиги анчагина паст.
МТларнинг муҳим афзаллиги характеристикаларининг вақт давомида бақарорлигидан ва ички шовқинлари сатҳининг пастлигидан иборат.