Образования республики узбекистан

Физические представления о работе транзистора со статической индукцией в стационарном режиме

Изображенная на рис. 1 структура СИТ в целом подобна структуре многоканального полевого транзистора с управляющим р-n-переходом [8].

Рис. 1. Структура транзистора со статической индукцией: а) со скрытым затвором; б) с поверхностным затвором
При отсутствии обратного смещения на управляющем переходе основные носители движутся от истока к стоку, а их током управляет напряжение на стоке. Поскольку последовательное сопротивление канала прибора мало, влияние отрицательной обратной связи значительно слабее, нежели в обычном полевом транзисторе, вследствие чего прибор обнаруживает ненасыщающиеся выходные характеристики в весьма широком диапазоне токов и напряжений. Как отмечается в работе [9], в области малых значений тока стока приборы имеют экспоненциальные выходные характеристики при фиксированном напряжении на затворе.
При дальнейшем возрастании тока стока характеристики начинают приближаться к линей-ным, что связывают с возрастанием сопротивления канала и приближением произведения R_иS* к единице [10]. Наконец, в области весьма больших токов стока, которые зачастую не достигаются в реальных приборах в рабочих режимах, эффект сужения канала вследствие омического падения напряжения на сопротивлении канала, несмотря на малость R_и, становится доминирующим, и ВАХ транзистора переходит в ква-зипентодную, подобно ВАХ полевых транзисторов с длинным каналом (рис. 2а). На рис. 2б приведена передаточная характеристика транзистора со статической индукцией [9].

Рис. 2. Характеристики транзистора со статической индукцией: а) выходная; б)передаточная
Распределение потенциала по оси канала транзистора представлено на рис. 3. Как показывает приведенный авторами численный расчет [2], с ростом напряжения стока (анода) потенциальный барьер, обусловленный действием обратно смещенного р-п-затвора, понижается и сдвигается в сторону стока (катода).

Рис. 3. Распределение потенциала по оси канала транзистора со статической индукцией.
Эффект уменьшения высоты барьера, препятствующего протеканию носителей в приборе, эквивалентен повышению прямого смещения на обычном р-п-переходе — с той лишь разницей, что в СИТ проводимость обусловлена только одним типом носителей. Это позволяет понять экспоненциальный участок на ВАХ в области малых токов, где значение высоты потенциального барьера велико. В дальнейшем, поскольку R_иI_с<зи, эффект модуляции ширины канала за счет омического падения напряжения на его последовательном сопротивлении пренебрежимо мал, и ВАХ подобна характеристике n+-n^—-n+-резистора, эффективное сечение которого зависит от напряжения затвора. Аналогично может быть объяснена и экспоненциальная зависимость тока стока от напряжения на затворе, поскольку, как следует из формулы (6), высота потенциального барьера в канале пропорциональна напряжению затвора. Отличие передаточной характеристики от экспоненциальной, как следует из рис. 2б, соответствует снижению крутизны транзистора и может быть связано, как показано в [10], с возрастанием последовательного сопротивления канала.
Входные характеристики СИТ в рассмотренной литературе не приводятся. Температурный коэффициент тока стока в области малых токов является положительным, что хорошо коррелирует с представлениями о переносе заряда в данном режиме работы транзистора горячими носителями, преодолевающими потенциальный барьер затвора. В области больших значений тока стока температурный коэффициент меняет знак на отрицательный, отражая температурную зависимость проводимости канала [9]. О температурной зависимости стока для транзистора со статической индукцией можно судить по передаточной характеристике прибора, приведенной на рис. 4 [2].

Рис. 4. Температурная зависимость тока стока транзистора со статической индукцией: U_зи — напряжение между истоком и затвором, В /_си — ток, протекающий между стоком и истоком, А