теория NMOS. отличие идеального транзистора от реального

@Sorym · Регистрация: 27.05.2010

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Здравствуйте!

в ходе отладки одной схемы возникло желание чуть лучше разобраться в работе полевого транзистора. В книге Нимена приведены такие формулы для расчёта тока стока в зависимости от напряжения на затворе:
id = Kn * [2 * (Vgs - Vtn) * Vds - Vds ^ 2] для ненасыщенной области и
id = Kn * [(Vgs - Vtn) ^ 2] для насыщенной

Хочется вычислить Kn, который вроде бы является производственным параметром и должен у транзистора быть постоянным. вычислив несколько значений Kn для 2N7002 можно увидеть, что с ростом напряжения на затворе Kn уменьшается. не сильно, но заметно. почему так происходит? связан ли этот эффект как-то с эффектом Эрли?

спасибо

@яверт · 20.05.2015, 19:42

А по какой формуле считали? Дело в том, что первая формула общая, а вторая упрощение (принимается, что в режиме насыщения Vds=Vgs - Vth, хоть это и не совсем так).

@Sorym · 20.05.2015, 19:53

считал по обоим для разных областей. может проблема в том, что неправильно определил параметры по кривым, но параметр имеет тенденцию к уменьшению при увеличении тока в одной области и к увеличению в другой. вот данные для 2N7002 для ненасыщенного режима для Vds = 1.5 V, Vtn = 2 V, Vgs = 3.5, 4, 4.5 V, i = 0.19, 0.39, 0.57 A:
Kn = 0.152, 0.104, 0.091
а вот для насыщенного: Vgs = 3.5, 4, 4.5 V, i = 0.2, 0.43, 0.72 A:
Kn = 0.088, 0.107, 0.115

@яверт · 20.05.2015, 23:55

Для начала тут небольшая проблема в арифметике, у меня Kn получился 0.084, 0.104, 0.109 и 0.089, 0.108, 0.115 соответственно.

Ну а дальше есть еще систематическая ошибка - так как непосредственного доступа к концам канала нет, измерить Vds и Vgs нельзя. Надо прикинуть величину паразитных сопротивлений (кремний, выводы) в цепях стока и истока, рассчитать падения напряжений исходя из тока стока, отнять их от сделанных измерений...

@Sorym · 24.05.2015, 18:36

Точно, спасибо :)

поправил арифметику, всё равно для некоторых транзисторов разброс почти в два раза получается. сопротивление выводов там, наверное, всё равно будет на порядок меньше Rds_on

@Sorym 0 / 0 / 0 Регистрация: 27.05.2010 Сообщений: 64
		1
	теория NMOS. отличие идеального транзистора от реального 20.05.2015, 18:06. Показов 4821. Ответов 4 Метки нет (Все метки) Здравствуйте! в ходе отладки одной схемы возникло желание чуть лучше разобраться в работе полевого транзистора. В книге Нимена приведены такие формулы для расчёта тока стока в зависимости от напряжения на затворе: id = Kn * [2 * (Vgs - Vtn) * Vds - Vds ^ 2] для ненасыщенной области и id = Kn * [(Vgs - Vtn) ^ 2] для насыщенной Хочется вычислить Kn, который вроде бы является производственным параметром и должен у транзистора быть постоянным. вычислив несколько значений Kn для 2N7002 можно увидеть, что с ростом напряжения на затворе Kn уменьшается. не сильно, но заметно. почему так происходит? связан ли этот эффект как-то с эффектом Эрли? спасибо 0

@яверт 0 / 0 / 0 Регистрация: 15.06.2012 Сообщений: 3,097
	20.05.2015, 19:42	2
	А по какой формуле считали? Дело в том, что первая формула общая, а вторая упрощение (принимается, что в режиме насыщения Vds=Vgs - Vth, хоть это и не совсем так). 0

@Sorym 0 / 0 / 0 Регистрация: 27.05.2010 Сообщений: 64
	20.05.2015, 19:53	3
	считал по обоим для разных областей. может проблема в том, что неправильно определил параметры по кривым, но параметр имеет тенденцию к уменьшению при увеличении тока в одной области и к увеличению в другой. вот данные для 2N7002 для ненасыщенного режима для Vds = 1.5 V, Vtn = 2 V, Vgs = 3.5, 4, 4.5 V, i = 0.19, 0.39, 0.57 A: Kn = 0.152, 0.104, 0.091 а вот для насыщенного: Vgs = 3.5, 4, 4.5 V, i = 0.2, 0.43, 0.72 A: Kn = 0.088, 0.107, 0.115 0

@яверт 0 / 0 / 0 Регистрация: 15.06.2012 Сообщений: 3,097
	20.05.2015, 23:55	4
	Для начала тут небольшая проблема в арифметике, у меня Kn получился 0.084, 0.104, 0.109 и 0.089, 0.108, 0.115 соответственно. Ну а дальше есть еще систематическая ошибка - так как непосредственного доступа к концам канала нет, измерить Vds и Vgs нельзя. Надо прикинуть величину паразитных сопротивлений (кремний, выводы) в цепях стока и истока, рассчитать падения напряжений исходя из тока стока, отнять их от сделанных измерений... 0

@Sorym 0 / 0 / 0 Регистрация: 27.05.2010 Сообщений: 64
	24.05.2015, 18:36	5
	Точно, спасибо :) поправил арифметику, всё равно для некоторых транзисторов разброс почти в два раза получается. сопротивление выводов там, наверное, всё равно будет на порядок меньше Rds_on 0

Опции темы