Любезный Аматор, прокомментируйте нам вид изображенной кривой!
«А»: Точка «А» соответствует моменту, когда Uзи = 0, а ток стока максимален и равен, в нашем случае 10 мА. То есть это и будет Iсo или ТОК НАСЫЩЕНИЯ.
Точка «С» соответствует моменту, когда Uзи принимает такое значение, что ток стока примерно равен нулю! Иными словами, это и есть Uотс. Согласно рисунку, в нашем случае его величина равна — (-3 вольта). Но что такое точка «В»?
«Н»: Прошу прощения, но из этой характеристики я заключаю, что для представленной зависимости можно легко подсчитать крутизну S!
«А»: Сделай это…
«Н»: Охотно…
S = ΔIc/ΔUзи = 2 мА/0,3 В = 7 мА/В;
«С»: Отлично, Незнайкин!.. Но вернемся к точке «В». Она получается, если, совместив линейку с точкой «А», прочертить прямую, начало которой совпадает с ходом начального участка передаточной характеристики до ее пересечения с осью абсцисс (осью значений Uзи).
Наиболее впечатляющим является тот факт, что ВСЕГДА, для любых типов и индексов маломощных jFET, расстояние от начала координат до точки «В» будет меньше расстояния от начала координат до точки «С» РОВНО В ДВА РАЗА!
«А»: Потрясающе! Но ведь это означает, что, зная Uотс, и разделив эту величину пополам, мы можем определить S?
«С»: Да, это так!
«А»: То есть нам достаточно измерить только ДВА параметра, чтобы знать все ТРИ!?
«С»: Но и это еще не все! Легко показать, что, измерив Uотс и Iсo, мы можем весьма точно зарисовать ВЕСЬ ход передаточной характеристики!
«Н»: А что это нам дает?
«С»: Очень многое! Обратимся еще раз к нашей кривой! Чтобы не загромождать предыдущий чертеж, изобразим ее еще раз. Я отметил еще одну точку — «Е»! Ну, кто мне расскажет, чем она так любопытна, что заслужила отдельный рисунок (рис. 14.3, б)?
«А»: Если я правильно понял, то участок ЕА — это ПРЯМАЯ ЛИНИЯ, а участок ЕС — кривая. Ну и что из этого?
«С»: А из этого следует важнейшее для схемотехники полевых транзисторов следствие — ПРИ ПОСТРОЕНИИ ЛИНЕЙНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, необходимо так выбирать рабочую точку, чтобы она располагалась ПОСЕРЕДИНЕ участка АЕ, а именно в точке «Л»! Только в этом случае усилитель не будет вносить нелинейных искажений! При этом, участок АЕ носит название КВАДРАТИЧНОГО!
«А»: Получается, что имея Uотс и Iсo мы можем определить и координаты точки «Е», которые в нашем случае соответствуют — 1 вольт и 4 мА.
«С»: Отсюда совсем уже просто определить координаты точки «Л». А что нам поведает по этому поводу Незнайкин?
«Н»: Только то, что точка «Л» определяется величинами Uл = — 0,5 В и током Iл = 7 мА. А вот как обеспечить нужный режим для реальной схемы?
«С»: Достаточно просто, как мы сейчас сможем убедиться (рис. 14.4)… Я изобразил эту схемку, чтобы показать, как «загнать» jFET в точку «Л», координаты которой нам так любезно сообщил Незнайкин. Прежде всего отметим, что: Uл — равно падению напряжения на Rи. Поскольку Ic = 7 мА, то:
Rи = Uи/Iс = 0,5 В/7 мА = 72 Ом;
«Н»: Здорово!.. И просто, поскольку из-за ничтожно малого тока затвора, падение напряжения на Rз = 0. Ну, я полагаю, что уж теперь-то мы всё рассказали о передаточной характеристике jFET!
«С»: Ой, Незнайкин, снова спешишь! В таком случае как ты прокомментируешь вот такое семейство передаточных характеристик (рис. 14.5)?
«Н»: Если вы, Спец, сказали СЕМЕЙСТВО характеристик, то это значит, что здесь речь идет не о разных, а об одном и том же jFET, но при разных температурах?
«С»: Верно! Но самое удивительное не то, что имеется зависимость передаточной характеристики jFET от температуры, а то, что существует точка, вольт-амперные координаты которой АБСОЛЮТНО не зависят от температуры окружающей среды!
«А»: А возможно определить координаты этой точки, не проводя реальных температурных испытаний для каждого конкретного транзистора?
«С»: Да, такая возможность имеется. Не прибегая к сложным расчетам, полезно запомнить следующее соотношение:
Uзи с = Uотс — 0,63 В. При этом у реальных jFET величина Iсс находится в пределах от 100 мкА до 500 мкА. Но и это еще не все!
«Н»: Да будет ли этому конец?
«С»: Точно такой же вопрос задал один прохожий путешественнику, когда они стояли у железнодорожного шлагбаума и ждали того момента, когда, наконец, закончит свое прохождение товарняк.
«А»: Интересно, и что же ответил путешественник?
«С»: Он ответил — никогда!
«А»: И чем он мотивировал подобный ответ?
«С»: Да тем обстоятельством, что на станции отправления к товарняку забыли прицепить последний вагон… А если без шуток, то jFET (впрочем как и MOSFET) допускает работу в режиме, который даже не рассматривается при анализе возможностей биполярного транзистора! А именно — в качестве управляемого сопротивления. При этом необязательно вообще подавать на сток какое-либо постоянное напряжение. Хотя и это не исключено! Но мы, пока что, не станем рассуждать на эту тему, а перейдем к семейству ВЫХОДНЫХ характеристик jFET.
«А»: А они что, сильно отличаются по внешнему виду от характеристик биполярного транзистора?
«С»: Да нет, я бы не сказал! А, впрочем, судите сами: Здесь представлено семейство выходных характеристик jFET, передаточную характеристику которого мы рассматривали раньше (рис. 14.6).
«Н»: А пунктирная линия, обозначенная как Uси нас — это напряжение насыщения сток-исток?
«С»: Ну конечно же! А вот теперь перейдем, наконец, к MOSFET!
«А»: Я встречал в справочниках по МОП-транзисторам такие термины, как ВСТРОЕННЫЙ КАНАЛ и ИНДУЦИРОВАННЫЙ КАНАЛ.
«С»: Вот о них-то и пойдет сейчас речь! Обратимся к следующему рисунку. Здесь изображен МОП-транзистор (MOSFET) ОБОГАЩЕННОГО типа, имеющий, так называемый, ИНДУЦИРОВАННЫЙ канал (рис. 14.7).
«А»: Означает ли это, что при равенстве потенциалов истока и затвора ток через транзистор протекать не будет?
«С»: Безусловно! Более того, даже подавая на затвор незначительное положительное (относительно истока) напряжение, мы эту ситуацию изменить не в состоянии! MOSFET — заперт!
Но, как известно, электроникой занимаются очень настойчивые люди! Мы продолжаем повышать потенциал (см. рис. 14.7, б). Не торопясь, плавно… И в какой-то момент… появляется ток стока!
Это означает, что некоторый положительный потенциал затвора через диэлектрик SiО2 навел (или индуцировал) канал проводимости n-типа, по которому электроны «двинулись» от истока к стоку!
