Сборник докладов республиканской научно-технической конференции значение информационно-коммуникационных

УСИЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТА МОП-ТРАНЗИСТОРА В СХЕМЕ С 
ОБЩИМ СТОКОМ
 
Х.К.Арипов (профессор, ТУИТ им. Мухаммада аль-Хоразмий) 
Ш.Т.Тошматов (докторант, ТУИТ им. Мухаммада аль-Хоразмий) 
В работе приводятся результаты теоретических и экспериментальных 
исследований усилительных свойств МОП-транзистора в схеме с общим 
стоком. Констатируется принципиальное отличие входных и выходных 

---

58 
характеристик в схеме с общим стоком от аналогичных характеристик в 
схеме общим истоком.
Как 
известно 
[1], 
крутизна 
статической 
истоко-затворной 
характеристики S является одним из основных дифференциальных 
параметров МОП-транзистора. Крутизна реального МОП-транзистора равна
𝑆 = −
𝐵
2𝛼
(𝑈
СИ
− 𝑈
ЗИ пор
− 𝑈
ЗС
)
{1 + g [𝑈
СИ
−
3
4𝛼
(𝑈
СИ
− 𝑈
ЗИ пор
− 𝑈
ЗС
)]}.
(1) 
Крутизна идеализированного МОП-транзистора равна
𝑆 = −
𝐵
2𝛼
[(𝑈
СИ
− 𝑈
ЗС
) − 𝑈
ЗИ пор
]. (2)
Крутизна имеет отрицательный знак и возрастает линейно с ростом 
напряжения затвор-исток 
𝑈
ЗИ
. На рисунке 1а приведена зависимость 
крутизны МОП-транзистора IRF9640 в схеме с общим стоком (ОС) от тока 
истока. Численные значения крутизны при изменении тока стока ∆
𝐼
С 
= 10 А 
лежат в пределах от 0,5 до 6,5 А⁄В и зависят от изменения значений 
напряжения исток-сток ∆
𝑈
ИС 
= 40 В.
На основе истоковой характеристики определяется второй важный 
параметр МОП-транзистора – дифференциальное или внутреннее 
сопротивление 
𝑅
𝑖
. Внутреннее сопротивление равно
𝑅
𝑖
=
2𝛼
𝐵(𝑈
СИ
− 𝑈
ЗИ
− 𝑈
ЗИ пор
) {1 + g [𝑈
СИ
−
1
4𝛼
(𝑈
СИ
− 𝑈
ЗИ
− 𝑈
ЗИ пор
)]}
. (3)
Внутреннее сопротивление идеализированного МОП-транзистора равно
𝑅
𝑖
=
2
𝐵(𝑈
СИ
− 𝑈
ЗИ пор
− 𝑈
ЗС
)
. (4)
На рисунке 1б приведена зависимость внутреннего сопротивления 
МОП-транзистора IRF9640 в схеме с ОС от тока истока в диапазоне 
изменения ∆
𝐼
𝐾
= 9 А. Численные значения внутреннего сопротивления лежат 
в пределах от 0,15 до 0,3 Ом и слабо зависят от изменения значений 
напряжения затвор-сток ∆
𝑈
ЗС 
= 40 В.
а)
б)

---

59 
в)
 
 
Рисунок 1. Зависимости дифференциальных параметров МОП-транзистора с 
индуцированным p-каналом IRF9640 в схеме с общим стоком : крутизны сток-затворной 
характеристики (а) и внутреннего сопротивления от тока стока(б), а также статического 
коэффициента усиления μ от напряжения U
ИС
, U
ЗС
и тока I
С
(в). 
Если на основе семейства сток-затворных или семейства стоковых 
характеристик построить характеристики прямой передачи по напряжению, 
то по ним можно определить третий важный параметр-статический 
коэффициент усиления
𝜇
. Оценить 
𝜇
можно, продифференцировав (3)
𝜇 = 1 −
(𝑈
СИ
− 𝑈
ЗС
− 𝑈
ЗИ пор
)
2𝛼(1 + g𝑈
СИ
) − (𝑈
СИ
− 𝑈
ЗС
− 𝑈
ЗИ пор
)
. (5)
Заметим, что
𝜇 = 𝑆 ∙ 𝑅
𝑖
. (6)
На рисунке 1в приведена зависимость статического коэффициента 
усиления МОП-транзистора IRF9640 в схеме с ОС от тока истока в диапазоне 
изменения напряжения затвор-сток ∆
𝑈
ЗС 
= 45 В. Численные значения 
статического усиления от напряжения затвор-сток при фиксированных 
значениях коэффициента усиления лежат в пределах от 0,9915 до 0,9985 и 
зависят от изменения значений тока истока ∆
𝐼
И 
= 4 А.
Таким образом:
-крутизна 
МОП-транзистора в режиме малого сигнала имеет 
отрицательный знак и возрастает как корень квадратный из действующего 
напряжения. Например, для МОП-транзистора IRF9640, численные значения 
крутизны при изменении тока стока ∆
𝐼
С 
= 10 А лежат в пределах от 0,5 до 6,5 
А⁄В и зависят от изменения значений напряжения исток-сток ∆
𝑈
ИС 
= 40 В;
-дифференциальное 
внутреннее сопротивление уменьшается как 
обратный корень квадратный от действующего напряжения. Например, для 
МОП-транзистора IRF9640, численные значения внутреннего сопротивления 
лежат в пределах от 0,15 до 0,3 Ом и слабо зависят от изменения значений 
напряжения затвор-сток ∆
𝑈
ЗС 
= 40 В;
-статический 
коэффициент усиления монотонно изменяется и 
лимитирован величиной 
𝜇
ос 
≤ 1. Например, для МОП-транзистора IRF9640, 
численные значения статического коэффициента усиления лежат в пределах 
от 0,9915 до 0,9985 и зависят от изменения значений тока истока ∆
𝐼
И 
= 4 А.
Литература 
1.
И.С. Андреев, Х.К. Арипов, А.М. Абдуллаев, Ж.Т. Махсудов, Ш.Б. 
Рахматов, Ш.Т. Тошматов. Полупроводниковые приборы многослойной структуры: 
транзисторы и тиристоры. Монография.–T.: «Aloqachi», 2019, 276 стр.

---

60