Ma’ruza. Yarimo‘tkazgichlarning elektrofizik xossalari. Yarimo‘tkazgichlarda kontakt xodisalari. Reja

Maydoniy tranzistorlarning chastota xususiyatlari


MDYa – tranzistorlarning chastota xususiyatlari. UI sxemada ulangan MDYa – tranzistorning soddalashtirilgan kichik signal fizik ekvivalent sxemasi 5-rasmda keltirilgan. Unda MTning asosi istok bilan ulangan bo‘lib, yuqori chastotada ishlovchi sxemalarni hisoblashda keng qo‘llaniladi.

5-rasm. Umumiy istok sxemada ulangan MDYa – tranzistorning kichik signal ekvivalent sxemasi.

Ekvivlayent sxemadagi tok manbai SU_ZI tranzistorning kuchaytirish xususiyatini, R_i rezistor esa istok – stok zanjirining (6) va (11) ifodalar bilan aniqlanuvchi differensial qarshiligini e’tiborga oladi. Tranzistorning chastota xususiyatlari asosan, sig‘imlari bilan aniqlanadi.

Ekvivalent sxemadagi kondensatorlar MDYa – tuzilmaning quyidagi sig‘imlarini ifodalaydi: S_ZI – istok qatlamiga nisbatan zatvor metall elektrodining sig‘imi; S_ZS – stok qatlamiga nisbatan metall zatvor sig‘imi; S_SA – stok o‘tish barer sig‘imi, ya’ni stok-asos sig‘imi. Sxemaga S_IA sig‘im kiritilmagan, chunki istok bilan asos ulangan, uning qarshiligi nolga teng deb S_IA =0 hisoblanadi.
Uchta kondensatordan faqat S_ZI va S_ZS bevosita MDYa – tuzilma bilan bog‘langan. Ushbu kondensatorlarning qayta zaryadlanishi kanal orqali istokdan stokka oqayotgan elektronlar oqimi yordamida amalga oshadi. Kanal toki ko‘rsatilgan kuchlanishlarga bog‘liqligi sababli to‘yinish rejimida S_ZS=0.
Elektronlarning istokdan stokka uchib o‘tish vaqti ma’lum qiymatga ega bo‘lgani sababli, tranzistor tikligi kompleks kattalikdir.
, (12)
bu yerda, f_S - tiklikning ruxsat etilgan chastotasi, bu chastotada statik S tiklikka nisbatan marta kamayadi. f_S chastota zaryad tashuvchilarning uchib o‘tish vaqti bilan quyidagicha bog‘langan:
. (13)
Elektronlarning istokdan stokka uchib o‘tish vaqti yuqoridagi ifoda bilan aniqlanadi. f<_S chastotalarda tiklikni o‘zgarmas S = S deb hisoblash mumkin.
Agar L=10 mkm, =1500 sm/V∙s, U_SI= 4 V bo‘lsa, =0,5 ns ni tashkil etadi. Bunda f_S ≈ 300 MGts. Zamonaviy MDYa – tranzistorlarda kanal uzunligi 4 mkm dan kichik. Bunda < 0,01 ns va f_S >15 GGts. Natijada, tiklikning inersiyaliligini e’tiborga olmasa ham bo‘ladi.
Kuchaytirgichlarda ruxsat etilgan chastota f_S dan tashqari chegaraviy chastota f_ChYeG deb ataluvchi chastota kiritilgan. MT asosidagi kuchaytirgichning chegaraviy chastotasi kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti moduli birga teng chastota sifatida aniqlanadi.
, (14)
bu yerda, S_ChIQ=S_SA+S_Yu.
MTlar asosidagi kuchaytirgichlar chiqishiga sig‘imi S_ZI ga yaqin S_Yu kondensatorni ulash f_ChYeG chastotani bir necha marta kamaytirishini alohida ta’kidlash kerak. S_Yu sig‘imning chegaraviy chastotaga katta ta’sir ko‘rsatishining sababi, MTlarda BTlarga nisbatan tiklik qiymatining kichikligidadir.
r-n o‘tish bilan boshqariladigan maydoniy tranzistorning chastota xususiyatlari. n – kanali r-n o‘tish bilan boshqariladigan MTning soddalashtirilgan kichik signal ekvivalent sxemasi 6-rasmda keltirilgan.



6-rasm. n – kanali r-n o‘tish bilan boshqariladigan MTning soddalashtirilgan kichik signal ekvivalent sxemasi.

Ushbu sxema elementlari MDYa – tranzistornikidek: R_i – to‘yinish rejimida kanalning differensial qarshiligi; U_ZI – tranzistorning kuchaytirish xossalarini aks ettiruvchi tok manbai; S_ZI va S_ZS - r – n o‘tish yon tomonlarining barer sig‘imlari.

Tok o‘zgarishlarining inersiyaliligi MDYa – tranzistorlarniki kabi uchib o‘tish vaqti bilan ifodalanadi. Ushbu parametr ham kanal qarshiligini zatvor-kanal qarshiligiga ko‘paytirilganiga teng va quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
. (15)
Shunday qilib, MT va MDYa – tranzistorlarning chastota xususiyatlari prinsipda bir xil bo‘lishi mumkin. Ammo amalda MTlar kanali uzunligi L ni zamonaviy MDYa – tranzistorlarnikidek kichik qilib bo‘lmaydi. Shu sababli MTlarning tezkorligi anchagina past.
MTlarning muhim afzalligi xarakteristikalarining vaqt davomida baqarorligidan va ichki shovqinlari sathining pastligidan iborat.