Карактеристике преноса

У транзисторима се карактеристике преноса могу разумети као цртање излазне струје у односу на улазно-контролну величину, што према томе показује директан „пренос“ променљивих са улаза на излаз у кривој приказаној на графикону.

Знамо да су за биполарни транзистор (БЈТ) излазна струја колектора ИЦ и контролна улазна струја базе ИБ повезани параметром бета , за коју се претпоставља да је константна за анализу.

Позивајући се на једначину у наставку, проналазимо линеарни однос који постоји између ИЦ и ИБ. Ако учинимо ИБ ниво 2к, тада се ИЦ такође удвостручује пропорционално.

Али нажалост, овај погодни линеарни однос можда неће бити остварљив у ЈФЕТ-овима преко њихових улазних и излазних величина. Уместо тога, однос између одводне струје ИД и напона ВГС-а на вратима дефинисан је са Шоклијева једначина :

Овде квадратни израз постаје одговоран за нелинеарни одзив преко ИД-а и ВГС-а, што доводи до експоненцијалне криве која расте како се смањује величина ВГС-а.

Иако би математички приступ било лакше применити за једносмерну анализу, графички начин може захтевати цртање горње једначине.

Ово може да представи дотични уређај и цртање мрежних једначина које се односе на идентичне променљиве.

Решење проналазимо гледајући тачку пресека две кривине.

Запамтите да када користите графички метод, мрежа на којој је уређај имплементиран остаје без утицаја на карактеристике уређаја.

Како се пресек између две криве мења, тако се мења и мрежна једначина, али то нема утицаја на преносну криву дефинисану горњом једначином, 5.3.

Стога генерално можемо рећи да:

Мрежа у којој је уређај имплементиран не утиче на карактеристику преноса дефинисану Шоклијевом једначином.

Криву преноса можемо добити помоћу Шоклијеве једначине или из излазних карактеристика како је приказано на сл.5.10

На доњој слици можемо видети два графикона. Окомита линија мери миллиампере за два графикона.

Један графикон приказује графикон ИД одводне струје у односу на напон одвода до извора ВДС, други графикон приказује одводну струју према напону од извора до извора или ИД према ВГС.

Помоћу карактеристика одвода приказаних на десној страни осе и, можемо да нацртамо водоравну линију која започиње у подручју засићења криве приказане као ВГС = 0 В до осе приказане као ИД.

Тренутни ниво који је тако постигнут за два графикона је ИДСС.

Тачка пресека на кривој ИД насупрот ВГС биће дата као у наставку, јер је вертикална ос дефинисана као ВГС = 0 В

Имајте на уму да карактеристике одвода показују везу између једне излазне величине одвода са другом излазном величином одвода, при чему се две осе тумаче променљивим у истом региону МОСФЕТ карактеристика.

Тако се преносне карактеристике могу дефинисати као графички приказ МОСФЕТ одводне струје наспрам величине или сигнала који делује као улазна контрола.

То последично резултира директним „преносом“ кроз улазно / излазне променљиве, када се крива користи лево са слике 5.15. Да је то била линеарна веза, заплет ИД-а против ВГС-а био би права линија преко ИДСС-а и ВП-а.

Међутим, ово резултира параболичном кривом услед вертикалног размака између ВГС-а прелазећи карактеристике одвода, који се у знатној мери смањује како ВГС постаје све негативнији, на слици 5.15.

Ако упоредимо размак између ВГС = 0 В и ВГС = -1В са размаком између ВС = -3 В и пинцх-офф-ом, видећемо да је разлика идентична, мада се за вредност ИД много разликује.

У могућности смо да идентификујемо још једну тачку на кривуљи преноса цртањем водоравне линије од ВГС = -1 В криве до осе ИД и накнадно проширивањем на другу осу.

Приметите да је ВГС = - 1В на доњој оси преносне криве када је ИД = 4,5 мА.

Такође имајте на уму да се у дефиницији ИД при ВГС = 0 В и -1 В користе нивои засићења ИД, док се омски регион занемарује.

Крећући се даље, са ВГС = -2 В и - 3В, у могућности смо да завршимо графикон кривуље преноса.

Како применити Шоклијеву једначину

Такође можете директно постићи криву преноса са слике 5.15 применом Шоклијеве једначине (једначина 5.3), под условом да су дате вредности ИДСС и Вп.

ИДСС и ВП ниво дефинишу границе криве за две осе и захтевају само уцртавање неколико средњих тачака.

Искреност Шоклијева једначина Једначина 5.3 као извор криве преноса са слике 5.15 може се савршено изразити прегледом одређених разликовних нивоа одређене променљиве, а затим идентификовањем одговарајућег нивоа друге променљиве, на следећи начин:

Ово се подудара са заплетом приказаним на сл.

Уочите колико се пажљиво управља негативним предзнацима за ВГС и ВП у горњим прорачунима. Пропуштање макар и једног негативног знака могло би довести до потпуно погрешног резултата.

Из горње дискусије је прилично јасно да ако имамо вредности ИДСС и ВП (које се могу упутити из техничког листа), можемо брзо одредити вредност ИД за било коју величину ВГС.

С друге стране, путем стандардне алгебре можемо извести једначину (путем једначине 5.3) за резултујући ниво ВГС за дати ниво ИД-а.

Ово се може извести врло једноставно, да би се добило:

Сада проверимо горњу једначину одређивањем нивоа ВГС који производи одводну струју од 4,5 мА за МОСФЕТ који има карактеристике које се подударају са сликом 5.15.

Резултат потврђује једначину у складу са сликом 5.15.

Коришћењем скраћене методе

Будући да морамо прилично често да уцртавамо кривуљу преноса, можда би било погодно добити стенографску технику за уцртавање криве. Пожељна метода би била која омогућава кориснику да брзо и ефикасно зацрта криву, без угрожавања тачности.

Једначина 5.3 коју смо горе научили је дизајнирана тако да одређени нивои ВГС производе нивое ИД-а који се памте по коришћењу као тачке цртања током цртања криве преноса. Ако специфицирамо ВГС као 1/2 одцепљене вредности ВП, резултујући ниво ИД-а може се одредити помоћу Схоцклеи-јеве једначине на следећи начин:

Мора се напоменути да горња једначина није створена за одређени ниво ВП. Једначина је општи облик за све нивое ВП све док је ВГС = ВП / 2. Резултат једнаџбе сугерише да ће одводна струја увек бити 1/4 нивоа засићења ИДСС све док напон од капије до извора има вредност која је 50% мања од вредности пинцх-офф-а.

Имајте на уму да је ниво ИД-а за ВГС = ВП / 2 = -4В / 2 = -2В према слици 5.15

Одабиром ИД = ИДСС / 2 и његовом заменом у једначину 5.6 добијамо следеће резултате:

Иако се могу утврдити даљи бројеви тачака, довољан ниво тачности може се једноставно постићи цртањем преносне криве користећи само 4 тачке графикона, како је идентификовано горе, као и у Табели 5.1 доле.

У већини случајева можемо користити само тачку графикона користећи ВГС = ВП / 2, док ће пресеци оса на ИДСС и ВП дати криву довољно поуздану за већи део анализе.