Pārsūtīšanas raksturojums

Transistoros pārneses raksturlielumus var saprast kā izejas strāvas attēlojumu pret ieejas kontrolējošu lielumu, kas attiecīgi parāda mainīgo lielumu tiešu “pārsūtīšanu” no ieejas uz izeju grafikā attēlotajā līknē.

Mēs zinām, ka bipolārā savienojuma tranzistoram (BJT) izejas kolektora strāva IC un vadības ieejas bāzes strāva IB ir saistītas ar parametru beta versija , kas tiek uzskatīts par nemainīgu analīzei.

Atsaucoties uz zemāk redzamo vienādojumu, mēs atrodam lineāru saistību starp IC un IB. Ja mēs veicam IB līmeni 2x, tad arī IC divkāršo proporcionāli.

Bet diemžēl šī ērtā lineārā sakarība JFET var nebūt sasniedzama visā to ieejas un izejas lielumā. Drīzāk attiecības starp iztukšošanas strāvas ID un vārtu spriegumu VGS nosaka Šoklija vienādojums :

Šeit kvadrāta izteiksme kļūst atbildīga par nelineāro reakciju visā ID un VGS, kas rada līkni, kas aug eksponenciāli, jo VGS lielums ir samazināts.

Lai gan līdzstrāvas analīzei būtu vieglāk īstenot matemātisku pieeju, grafiskajam veidam var būt nepieciešams uzzīmēt iepriekš minēto vienādojumu.

Tas var attēlot attiecīgo ierīci un tīkla vienādojumu uzzīmēšanu attiecībā uz identiskiem mainīgajiem.

Mēs atrodam risinājumu, aplūkojot divu līkņu krustošanās punktu.

Atcerieties, ka, lietojot grafisko metodi, tīkls, kurā ierīce ir ieviesta, ierīces īpašības neietekmē.

Mainoties abu līkņu krustojumam, tas maina arī tīkla vienādojumu, taču tas neietekmē pārnesuma līkni, kas definēta iepriekšminētajā Eq, 5.3.

Tāpēc kopumā mēs varam teikt, ka:

Šokija vienādojumā definēto pārsūtīšanas raksturlielumu neietekmē tīkls, kurā ierīce tiek ieviesta.

Pārsūtīšanas līkni mēs varam iegūt, izmantojot Shockley vienādojumu vai no izejas raksturlielumiem kā attēlots 5.10

Zemāk redzamajā attēlā mēs varam redzēt divus grafikus. Vertikālā līnija mēra miliamperus abiem grafikiem.

Viens grafiks attēlo drenāžas strāvas ID pret spriegumu no avota līdz avotam VDS, otrais grafiks attēlo drenāžas strāvu pret vārtu-avota spriegumu vai ID pret VGS.

Izmantojot kanalizācijas raksturlielumus, kas parādīti y ass labajā pusē, mēs varam uzzīmēt horizontālu līniju, sākot no līknes piesātinājuma apgabala, kas parādīts kā VGS = 0 V, līdz asij, kas parādīta kā ID.

Šādi sasniegtais divu grafiku līmenis ir IDSS.

Krustošanās punkts ID un VGS līknē būs tāds, kā norādīts zemāk, jo vertikālā ass ir definēta kā VGS = 0 V

Ņemiet vērā, ka notekas raksturlielumi parāda sakarību starp vienu aizplūšanas izejas lielumu ar citu aizplūšanas izejas lielumu, kur abas asis interpretē mainīgie tajā pašā MOSFET raksturlielumu reģionā.

Tādējādi pārraides raksturlielumus var definēt kā MOSFET iztukšošanas strāvas diagrammu pret daudzumu vai signālu, kas darbojas kā ieejas vadība.

Rezultātā tiek panākta tieša “pārsūtīšana” pāri ieejas / izejas mainīgajiem lielumiem, ja līkni izmanto pa kreisi no 5.15. Att. Ja tā būtu bijusi lineāra sakarība, ID diagramma pret VGS būtu bijusi taisna līnija pāri IDSS un VP.

Tomēr tā rezultātā rodas paraboliska līkne vertikālās atstarpes starp VGS dēļ, kas pārspēj notekas raksturlielumus, kas ievērojami samazinās, kad VGS kļūst arvien negatīvāka, 5.15. Attēlā.

Ja salīdzinām atstarpi starp VGS = 0 V un VGS = -1V ar atstarpi starp VS = -3 V un šķipsnu, mēs redzam, ka atšķirībai jābūt identiskai, lai gan ID vērtībai tā ir daudz atšķirīga.

Mēs varam noteikt citu punktu pārneses līknē, novilkot horizontālu līniju no VGS = -1 V līknes līdz ID asij un pēc tam pagarinot to uz otru asi.

Ievērojiet, ka VGS = - 1V pārsūtīšanas līknes apakšējā asī, kad ID = 4,5 mA.

Ņemiet vērā arī to, ka ID definīcijā pie VGS = 0 V un -1 V tiek izmantoti ID piesātinājuma līmeņi, savukārt omiskais reģions tiek atstāts novārtā.

Virzoties tālāk uz priekšu, ar VGS = -2 V un - 3V, mēs varam pabeigt pārsūtīšanas līknes diagrammu.

Kā pielietot Šoklija vienādojumu

Varat arī tieši sasniegt 5.15. Att. Pārneses līkni, izmantojot Šoklija vienādojumu (Eq.5.3.), Ja ir norādītas IDSS un Vp vērtības.

IDSS un VP līmeņi nosaka līknes robežas abām asīm un prasa tikai dažu starppunktu uzzīmēšanu.

Pamata īstums Šoklija vienādojums Eq.5.3 kā 5.15. Attēla pārneses līknes avotu var perfekti izteikt, pārbaudot noteiktus mainīgā lieluma atšķirīgos līmeņus un pēc tam identificējot otra mainīgā atbilstošo līmeni šādā veidā:

Tas sakrīt ar diagrammu, kas parādīta 5.15.

Novērojiet, cik rūpīgi iepriekšminētajos aprēķinos tiek pārvaldītas VGS un VP negatīvās zīmes. Pat vienas negatīvās zīmes nepamanīšana var izraisīt pilnīgi kļūdainu rezultātu.

No iepriekš minētās diskusijas ir diezgan skaidrs, ka, ja mums ir IDSS un VP vērtības (kuras var norādīt no datu lapas), mēs varam ātri noteikt ID vērtību jebkuram VGS lielumam.

No otras puses, izmantojot standarta Algebra, mēs varam atvasināt vienādojumu (izmantojot Eq.5.3) iegūtajam VGS līmenim noteiktajam ID līmenim.

To varētu iegūt vienkārši, lai iegūtu:

Tagad pārbaudīsim iepriekšminēto vienādojumu, nosakot VGS līmeni, kas MOSFET, kura raksturlielumi atbilst 5.15.

Rezultāts pārbauda vienādojumu, kā tas atbilst 5.15.

Izmantojot stenogrāfijas metodi

Tā kā mums jāpārliek pārsūtīšanas līkne diezgan bieži, varētu būt ērti iegūt stenogrāfijas tehniku ​​līknes uzzīmēšanai. Vēlama metode būtu tā, kas ļauj lietotājam ātri un efektīvi uzzīmēt līkni, neapdraudot precizitāti.

Iepriekš aprakstītais vienādojums 5.3 ir veidots tā, ka konkrētie VGS līmeņi rada ID līmeņus, kurus var atcerēties, izmantojot kā diagrammas punktus, vienlaikus uzzīmējot pārsūtīšanas līkni. Ja mēs norādām VGS kā 1/2 no saspiešanas vērtības VP, iegūto ID līmeni var noteikt, izmantojot Shockley vienādojumu šādā veidā:

Jāatzīmē, ka iepriekšējais vienādojums nav izveidots konkrētam VP līmenim. Vienādojums ir vispārēja forma visiem VP līmeņiem tik ilgi, kamēr VGS = VP / 2. Vienādojuma rezultāts liek domāt, ka iztukšošanas strāva vienmēr būs 1/4 no piesātinājuma līmeņa IDSS, ja vien vārtu-avotu sprieguma vērtība ir par 50% mazāka nekā saspiešanas vērtība.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka ID līmenis VGS = VP / 2 = -4V / 2 = -2V saskaņā ar 5.15.

Izvēloties ID = IDSS / 2 un aizstājot to ar Eq.5.6, iegūstam šādus rezultātus:

Lai gan var noteikt citus skaitļu punktus, pietiekamu precizitātes līmeni var vienkārši sasniegt, uzzīmējot pārsūtīšanas līkni, izmantojot tikai 4 diagrammas punktus, kā norādīts iepriekš un arī 5.1. Tabulā.

Lielākajā daļā gadījumu mēs varam izmantot tikai diagrammas punktu, izmantojot VGS = VP / 2, savukārt ass krustojumi IDSS un VP dos mums līkni, kas ir pietiekami uzticama lielākajai daļai analīzes.