Elementy elektroniki

1. Elementy elektroniki Wykłady z podstaw elektrotechniki i elektroniki Paweł Jabłoński

2. Co było do tej pory? • Zajmowaliśmy się teorią obwodów. • Wprowadziliśmy podstawowe wielkości elektryczne. • Omówiliśmy właściwości podstawowych elementów obwodu. • Zajmowaliśmy się obwodami prądu stałego (liniowymi i nieliniowymi) oraz liniowymi obwodami prądu sinusoidalnego.

3. Na tym wykładzie Cel: Zapoznanie się z wybranymi elementami półprzewodnikowymi stosowanymi w układach elektrycznych i elektronicznych. Zakres: • Półprzewodniki • Diody prostujące • Dioda Zenera • Tranzystory • Wzmacniacze operacyjne • Inne elementy półprzewodnikowe

4. Półprzewodniki 1 Elektronika i półprzewodniki • W elektronice podstawową rolę odgrywają elementy półprzewodnikowe (dawniej były to głównie lampy próżniowe lub gazowe, których już prawie się nie stosuje). • Dlatego ograniczymy się do omówienia elementów półprzewodnikowych. • Istotę zjawisk zachodzących w półprzewodnikach pod wpływem różnych czynników zewnętrznych (temperatury, światła, pola elektrycznego, domieszkowanie) wyjaśnia elektronowa teoria budowy materii w połączeniu z fizyką kwantową.

5. Półprzewodniki Pasmowy model ciała stałego • Elektrony związane są zwykle z atomami. • Elektrony znajdujące się w zewnętrznych powłokach atomu nazywamy walencyjnymi. • Jeżeli elektronowi walencyjnemu dostarczy się pewnej energii, to może on zostać „wyrwany” z atomu i przejść do tzw. pasma przewodzenia, czyli stać się swobodnym nośnikiem ładunku znajdującym się w obrębie ciała stałego. • W półprzewodnikach energia ta nie przekracza 3 eV, w izolatorach jest znacznie większa od 3 eV, zaś w przewodnikach energia ta jest zerowa. • Dostarczenie energii może odbyć się w różnych sposób (np. termicznie lub przez absorbcję fotonu). Energia Pasmo wyjścia Pasmo przewodzenia Pasmo zabronione Pasmo walencyjne Pasmo powłok wew.

6. Półprzewodniki Elektrony swobodne i dziury • Wyrwany z pasma walencyjnego elektron przechodzi do pasma przewodzenia i staje się swobodnym nośnikiem ładunku. • W paśmie walencyjnym pozostaje miejsce po elektronie zwane dziurą, które może się przemieszczać się i dlatego również stanowi nośnik ładunku (dodatniego). • Po przyłożeniu napięcia elektrony z pasma przewodnictwa tworzą prąd elektronowy. • Elektrony walencyjne „przeskakują” do atomów zawierających dziury, sprawiając, że dziury wędrują w kierunku przeciwnym i tworzą prąd dziurowy. • W półprzewodniku istnieje więc prąd elektronowy i dziurowy.

7. Półprzewodniki Jak wyobrażać sobie prąd dziurowy? • Wyobraźmy sobie elektrony w paśmie walencyjnym jako samochody stojące w korku. • Puste przestrzenie pomiędzy samochodami na tyle duże, że można by w nich umieścić samochód, uważajmy za dziury. • Kiedy samochody-elektrony powoli poruszają się w kroku, dziury wędrują w kierunku przeciwnym. • W ten sposób powstaje prąd dziurowy.

8. Półprzewodniki Półprzewodniki samoistne i domieszkowe • Przedstawione wyżej półprzewodniki to nazywane są samoistnymi. • Półprzewodnikami tego rodzaju są pierwiastki o czterech elektronach walencyjnych (krzem, german). • Ich przewodność silnie zależy od temperatury, co nie zawsze jest pożyteczne. • W elementach elektronicznych stosuje się najczęściej tzw. półprzewodniki domieszkowe. • Powstają one przez dodanie niewielkiej liczby atomów pierwiastka III lub V grupy.

9. Półprzewodniki Półprzewodnik typu p Atom III grupy (np. gal) może dostarczyć jedynie trzy elektrony walencyjne, ale łatwo przechwytuje dodatkowo czwarty elektron (stąd nazwa – akceptor) i powoduje, że paśmie walencyjnym powstaje dziura. Tak powstaje półprzewodnik typu p (positive).

10. Półprzewodniki Półprzewodnik typu n Atom V grupy (np. arsen) dostarcza aż pięć elektronów walencyjnych, ale łatwo oddaje jeden z nich (stąd nazwa – donor), który przechodzi do pasma przewodzenia. Tak powstaje półprzewodnik typu n (negative).

11. Złącze n-p 2 Dyfuzja nośników ładunku • Wskutek zetknięcia półprzewodników o różnej koncentracji nośników ładunku (elektronów i dziur) część z nich dyfunduje do drugiego półprzewodnika. • W przypadku zetknięcia półprzewodników typu n i p elektrony z pasma przewodnictwa n przenikają do półprzewodnika p, gdzie rekombinują z dziurami. • W efekcie na styku złącza n-p tworzy się warstwa dipolowa ładunków. p n

12. Złącze n-p Ubp Bariera potencjału • Powstaje bariera potencjałuUbp ≈ 0,4 do 0,8 V. • Dipolowa warstwa ładunków z jednej strony przyciąga pozostałe nośniki, lecz z drugiej uniemożliwia ich dalszą dyfuzję. p n

13. Złącze n-p Stany pracy złącza n-p • Jeżeli do złącza n-p przyłożymy zewnętrzne napięcie U, to zależnie od jego polaryzacji i wartości złącze może znaleźć się w jednym z trzech stanów: • przewodzenia (U > Ubp), • zaporowym (U < 0), • przebicia (U << 0). • Jeżeli 0 < U < Ubp, to złącze zachowuje się prawie tak, jakby nie było napięcia U (w przybliżeniu).

14. Złącze n-p Ubp Stan przewodzenia • Jeżeli do złącza n-p przyłożymy zewnętrzne napięcie U ≥ Ubp, to znosi ono barierę potencjału, a nośniki ładunków (elektrony i dziury) mogą w olbrzymich ilościach przepływać przez złącze. • Mówimy, że złącze znajduje się w stanie przewodzenia. • Do osiągnięcia tego stanu wystarcza napięcie U praktycznie równe Ubp. p U n U > Ubp

15. Złącze n-p Ubp Stan zaporowy • Jeżeli do złącza n-p przyłożymy zewnętrzne napięcie U < 0, spowoduje to odsunięcie nośników ładunku od warstwy dipolowej i powiększenie bariery potencjału. • Uniemożliwia to przepływ prądu. • Mówimy, że złącze znajduje się w stanie zaporowym. p U n U < 0

16. Złącze n-p Stan przebicia • Jeżeli do złącza n-p przyłożymy w kierunku zaporowym odpowiednio duże napięcie zewnętrzne U, to spowoduje ono lawinową jonizację atomów i powstanie dużej liczby nośników prądu, które mogą w olbrzymich ilościach przepływać przez złącze. • Mówimy, że złącze znajduje się w stanie przebicia. • Może to spowodować uszkodzenie złącza, ale w np. w diodach Zenera jest to wykorzystywane do stabilizacji napięcia. p U n

17. Diody 3 I A U K U K p n A Dioda prostownicza • Idealna dioda prostownicza jest dwójnikiem nieliniowym o charakterystyce „odwrócone L”. • Ma dwie końcówki katodę (K) i anodę (A). • Jeżeli VA > VK, to dioda przewodzi, w przeciwnym razie nie przewodzi. • Rzeczywistą diodę realizuje się w postaci złącza p-n, którego charakterystyka jest w przybliżeniu wykładnicza:

18. Diody A i ~u uR R B u Um t –Um uR Um t Prostownik jednopołówkowy • Dioda prostownicza służy do uzyskiwania napięcia jednobiegunowego („stałego”) z napięcia przemiennego. • Pojedyncza dioda „obcina” ujemne wartości napięcia, a dodatnie przepuszcza bez zmian. • Wyprostowane napięcie ma charakter pulsacyjny.

19. Diody + A − D3 D1 uR + − i ~u + − R D2 D4 − u B + Um t –Um uR Um t Prostownik dwupołówkowy • Aby uzyskać napięcie wyprostowane dwupołówkowo, można zastosować 4 diody (tzw. mostek Graetza). • Jeżeli VA > VB, to przewodzą diody 1 i 4, zaś w przeciwnym razie przewodzą diody 2 i 3. D1 D2

20. Diody A i ~u uR R C B u Um t uR –Um Um uR t Um t Wygładzanie napięcia • Wyprostowane napięcie ma charakter silnie tętniący. • Można temu zaradzić, jeżeli zastosujemy kondensator włączony równolegle do odbiornika. • Nie pozwala on na zbyt szybki zanik napięcia na odbiorniku, stanowiąc jakby okresowo doładowywane źródło napięcia. • Im większa pojemność, tym lepsze wygładzenie napięcia.

21. Diody I –UZ U A K U Dioda Zenera • Dioda Zenera to dioda, której ch-ka w kierunku wstecznym jest bardzo stroma po przekroczeniu napięcia UZ. • Wtedy dużym zmianom prądu odpowiadają bardzo niewielkie zmiany napięcia (mała rezystancja dynamiczna). • Dioda Zenera jest w zbudowana w zasadzie tak samo jak zwykła dioda prostownicza, ale jest przeznaczona do pracy przy napięciu przebicia w kierunku wstecznym.

22. Diody R1 A i Uwe Uwy B Uwy ~u Stabilizacja napięcia • Diodę Zenera można wykorzystać do stabilizacji napięcia zasilania. • W tym celu włącza się ją równolegle do odbiornika w kierunku zaporowym. • Dużym wahaniom napięcia zasilania Uwe odpowiadają małe zmiany napięcia Uwy. Prosty zasilacz

23. Diody I R1 Iwe I0 D||R0 ID Imax Uwe R0 U0 ΔIwe Iwe R1 Imin ID I0 R0 D Umin U0 Umax Uwe U ΔU0 ΔUwe Stabilizacja diodą Zenera – punkt pracy

24. Diody Inne wybrane typy diod • Dioda pojemnościowa – wykorzystuje się zależność pojemności złącza od napięcia wstecznego; wykorzystywane do dostrajania układów telekomunikacji w zakresie MHz i GHz. • Dioda Schottky’ego – dioda, w której zamiast złącza p-n znajduje się złącze m-s (metal-semiconductor); charakteryzuje się szybkim czasem przełączania (tzw. diody szybkie); stosowana w układach w.cz. • Dioda ostrzowa – dioda ze złączem m-s, w której zamiast warstwy metalu znajduje się ostrze metalu, co powoduje małą pojemność wewnętrzną. Stosowana do prostowania małych prądów w.cz.

25. Tranzystor bipolarny 4 C B E C B E Tranzystor bipolarny • Tranzystor bipolarny jest elementem czynnym o trzech końcówkach: • B – baza, • C – kolektor, • E – emiter. Możliwe są dwie wersje: • n-p-n (C i E jako n, B jako p), • p-n-p (C i E jako p, B jako n). npn pnp

26. Tranzystor bipolarny C (kolektor) C n B p B (baza) E n B E C SiO2 E (emiter) n n p Si n Si (podłoże) n Budowa tranzystora bipolarnego • Tranzystor bipolarny typu npn to półprzewodnik typu n przedzielony półprzewodnikiem typu p. • Są to jakby dwie diody. • Tranzystory często wykonuje się w postaci planarnej.

27. Tranzystor bipolarny Polaryzacja złącz • Właściwości tranzystora zależą od polaryzacji jego złącz. • Typowo: • Złącze emiterowe (B-E) spolaryzowane jest w kierunku przewodzenia, • Złącze kolektorowe (C-B) spolaryzowane jest kierunku zaporowym. • Dalsze rozważania dotyczą tranzystora npn (dla pnp jest podobnie, ale odwrócone są znaki napięć). • W tym stanie napięcie UBE ≈ 0,7 V, natomiast napięcie UCB wynosi od ułamków wolta do kilkunastu woltów. UCB > 0 UBE ≈ 0,7 V

28. Tranzystor bipolarny IC RC RB IB UCC UBB IE Układ ze wspólnym emiterem (OE) • W typowych przypadkach tranzystor pracuje w tzw. układzie ze wspólnym emiterem. • Z fizykalnej analizy procesów zachodzących w bazie tranzystora wynika, że: gdzie: α < 0 – współczynnik wzmocnienia prądowego (zależny od tranzystora), zwykle α ≈ 0,95÷0,99, ICB0 – tzw. kolektorowy prąd zerowy. • Natomiast z pierwszego prawa Kirchhoffa:

29. Tranzystor bipolarny IC RC RB IB UCC UBB IE Wzmocnienie prądowe w układzie OE • Z powyższych równań otrzymujemy gdzie • β >> 1 jest współczynnikiem wzmocnienia prądowego w układzie OE, • IC0 – prąd zerowy kolektora w układzie OE.

30. Tranzystor bipolarny IC IB UBE UCE IC (500 mA) IB (5 mA) IB IB = 0 (15 V) (2 V) UCE UBE Charakterystyki tranzystora • Najważniejsze są dwie ch-ki: • Wejściowa: IB(UBE), • Wyjściowa: IC(UCE).

31. Tranzystor bipolarny IC RC URC IB RB UCC UCE UBB UBE IE IC RC (500 mA) IB RB (5 mA) IB IB = IB2 IC2 IB2 IC1 IB = IB1 IB1 IB = 0 (15 V) (2 V) UCE UBE1 UBB UCE2 UCE1 UCC UBE ΔUBB(0,1 V) (5 V) ΔUCE URC Stan aktywny w układzie OE IB ↑ IC ↑ URC ↑ UCE ↓ Najważniejsza cecha: Mały prąd bazy steruje znacznie większym prądem kolektora. Małe zmiany napięcia UBB przenoszą się na duże zmiany napięcia UCE.

32. Tranzystor bipolarny Tranzystor jako wzmacniacz • Duże zmianyUCE wywołane małymi zmianamiUBB można traktować jako wzmocnienie zmianUBB. • W ten sposób otrzymujemy wzmacniacz tranzystorowy o następujących właściwościach: • Duże wzmocnienie prądowe (małe zmiany IB powodują duże zmiany IC), • Duże wzmocnienie napięciowe (małe zmiany UBB powodują duże zmiany UCE), • Odwrócenie fazy o 180° (wzrost UBB powoduje spadek UCE), • Mała rezystancja wejściowa (złącze BE spolaryzowane w kierunku przewodzenia), • Duża rezystancja wyjściowa (złącze BC spolaryzowane w kierunku zaporowym).

33. Tranzystor bipolarny RC RB1 C2 C1 ~uwy ~uwe RB2 CE RE Wzmacniacz tranzystorowy • Wzmacniające właściwości tranzystora wykorzystuje się do budowy wzmacniaczy. • Wzmacniacze jako klasa układów będą omówione dalej. • Istnieje wiele różnych tranzystorowych układów wzmacniaczy. • Obok pokazano schemat jednego z najprostszych. • Należy on do wzmacniaczy odwracających małej częstotliwości (od kilku Hz do około 100 kHz) z tranzystorem n-p-n w układzie ze wspólnym emiterem. +UCC

34. Tranzystor bipolarny RC RB1 C2 C1 ~uwy ~uwe RB2 CE RE Co jest wzmacniane? • Mamy dwa źródła napięcia: • stałego UCC (o względnie dużej wartości rzędu 15 V), • zmiennego uwe (o względnie małej amplitudzie rzędu ułamków wolta a nawet mV). • Napięcie UCC ustala punkt pracy, wokół którego następnie oscylują napięcia i prądy zmienne. • W wyniku tego na wyjściu pojawia się napięcie uwy proporcjonalne do uwe, lecz o znacznie większej amplitudzie (rzędu V) i odwróconej fazie. +UCC

35. Tranzystor bipolarny RC RB1 C2 C1 IC IB ~uwy RC ~uwe RB2 IB RB CE RE UBB IC IB = IB IB UCE UBE UBB UCE UCC UBE Punkt pracy +UCC • Dla prądu stałego kondensatory stanowią przerwę. • Rezystor RE o niewielkiej rezystancji (w porównaniu z pozostałymi rezystancjami) prawie nie ma wpływu na punkt pracy, jednak zapewnia bardziej stabilną pracę przy zmieniającej się temperaturze. • Dzielnik napięcia RB1 i RB2 ustala napięcie UBB, czyli punkt pracy na charakterystyce wejściowej. • Punkt pracy obwodu wyjściowego, zależy od rezystora RC oraz prądu bazy. Przykładowe wartości: UCC = 15 V RE = 100 ΩRC = 1 kΩ RB1 = 350 kΩRB2 = 50 kΩ

36. Tranzystor bipolarny IC RC IB RB1 C2 C1 ~uwy RC ~uwe RB2 IB RB CE RE UCE uwy IC IB = IB IB uwe t UBE UBB UCE UCC UBE uwe −uwy Oscylacje wokół punktu pracy +UCC • Dla zmiennego sygnału wejściowego kondensatory stanowią praktycznie zwarcie. • Zgodnie z wcześniejszymi rozważaniami niewielkie zmiany napięcia uwe powodują duże zmiany napięcia uwy. • Wzrost napięcia uwe powoduje spadek napięcia uwy, więc napięcie uwy jest w przeciwfazie (wzmacniacz odwracający).

37. Tranzystor bipolarny RC RB1 C2 C1 ~uwy ~uwe RB2 CE RE Rola elementów wzmacniacza • Tranzystor – za pomocą prądu bazy steruje prądem kolektora, • Napięcie UCC – zasila tranzystor; moc tego źródła przekształcana jest częściowo na moc sygnału wyjściowego, • C1 – usuwa składową stałą z sygnału uwe, • C2 – usuwa składową stałą z sygnału uwy, • CE – zamyka obwód dla składowej zmiennej, • RB1 i RB2 – ustalają punkt pracy tranzystora, • RC – ustala punkt pracy obwodu wyjściowego, przejmuje napięcie wywołane prądem kolektora, • RE – stabilizuje pracę pod względem zmian temperatury. +UCC

38. Tyrystory 5 A p n G p A G n K K Tyrystor • Tyrystor jest elementem półprzewodnikowym zwykle o trzech końcówkach: • Anoda (A), • Katoda (K), • Bramka (G). • Zbudowany jest z czterech naprzemiennych warstw półprzewodników typu n i p. • Symbol przypomina diodę, gdyż tyrystor jest jakby diodą, której przewodzenie można włączyć impulsem prądu podanym przez bramkę.

39. Tyrystory IA przewodzenie przełączanie IG IG = 0 IP UAK blokowanie zaworowy UP0 IA A G UAK K Charakterystyka i stany pracy • Tyrystor może znajdować się w jednym z czterech stanów: • Blokowania, • Przełączania (niestabilny), • Przewodzenia, • Zaworowym. • W stanie blokowania i w stanie zaworowym tyrystor praktycznie stanowi przerwę w obwodzie (nie przewodzi prądu). • W stanie przewodzenia tyrystor praktycznie stanowi zwarcie. • Napięcie wyzwolenia UP może zostać obniżone podaniem impulsu prądowego na bramkę.

40. Tyrystory IA przewodzenie przełączanie IG IG = 0 IP UAK blokowanie UP0 IA A IG G UAK K Załączenie tyrystora • Niech początkowo IG = 0. • Jeżeli UAK > 0, to środkowe złącze p-n spolaryzowane jest w kierunku zaporowym. • Jeżeli UAK < UP0, to tyrystor praktycznie nie przewodzi prądu (stan blokowania). • Jeżeli UAK > UP0 to tyrystor przechodzi w stan przewodzenia. • Stan przewodzenia można też osiągnąć jeżeli UAK < UP0, ale pojawi się impuls prądowy bramki IG > 0. • Im większy prąd bramki, tym niższe napięcie wyzwolenia. • Przejście w stan przewodzenia za pomocą impulsu bramowego nazywamy wyzwoleniem bramkowym.

41. Tyrystory przewodzenie IA IP przełączanie UAK blokowanie Wyłączenie tyrystora • W stanie przewodzenia napięcie UAK ≈ 1 V, zaś prąd ograniczony jest tylko pozostałymi elementami obwodu i może osiągać duże wartości. Dlatego tyrystor montuje się zwykle na radiatorach (elementach efektywnie oddających ciepło). • Wyzwolony tyrystor może zostać wyłączony na dwa sposoby: • Przez obniżenie napięcia UAK poniżej wartości krytycznej, • Przez obniżenie prądu tyrystora poniżej wartości krytycznej IP. • Wyłączenie tyrystora ujemnym prądem bramki jest możliwe tylko w przypadku tyrystorów specjalnej konstrukcji GTO (Gate Turn-Off). • Wyzwolenie wymaga czasu około 1 μs, zaś wyłączenie około 5÷10 μs.

42. Tyrystory I przewodzenie przełączanie IG IG = 0 IP −UP0 U blokowanie UP0 IG −IP A1 IG = 0 G A2 Triak • Triak jest elementem podobnym do tyrystora, ale może przewodzić prąd w dwie strony.

43. Tranzystory unipolarne 6 Tranzystory polowe • W tranzystorach unipolarnych wykorzystuje się oddziaływanie elektrostatyczne elektronów. • Nazywa się to efektem polowym, a same tranzystory nazywane są tranzystorami polowymi (FET – Field-Effect Transistor). • Istnieją dwa rodzaje tranzystorów FET: • Z izolowaną bramką (IGFET – Insulated-Gate FET), zwane tranzystorami typu MOS, • Z wbudowanym kanałem (JFET – Junction FET). • Omówimy tylko te pierwsze, gdyż znalazły one szerokie zastosowanie w układach scalonych.

44. Tranzystory unipolarne Metal (bramka) Izolator(SiO2) G Półprzewodnik (podłoże) B Złącze MOS • Złącze MOS to trójwarstwowa struktura metalu, dwutlenku krzemu (SiO2) i półprzewodnika (Metal-Oxide-Semicoductor). • Półprzewodnik może być typu n lub p. • Część metalową nazywa się bramką (G – gate), zaś część półprzewodnikową podłożem (B – bulk).

45. Tranzystory unipolarne G D S n n p B D D B B G G S S Tranzystor MOS • W tranzystorze NMOS podłoże jest typu p, a po obydwu stronach bramki występują znajdują się obszary typu n: źródło S (source) i dren D (drain). • W tranzystorze PMOS podłoże jest typu n, zaś dren i źródło typu p. • Dren, źródło i bramka odpowiadają z grubsza kolektorowi, emiterowi i bazie tranzystora bipolarnego. • Podłoże i źródło są zwykle na wspólnym potencjale. • Przepływ prądu jest możliwy jedynie pomiędzy D a S, i to tylko w pewnych warunkach (o nich dalej). • Izolowana bramka praktycznie nie pobiera prądu, ale służy do sterowania prądu płynącego pomiędzy D i S. NMOS PMOS NMOS

46. Tranzystory unipolarne G D S n n p B Efekt polowy • Rozważmy tranzystor NMOS. • W podłożu typu p znajduje się wiele dziur (pasmo walencyjne) oraz znacznie mniej elektronów w paśmie przewodnictwa. • Jeżeli UGB = 0, to jedno albo obydwa złącza p-n spolaryzowane są zaporowo i prąd IDS nie może płynąć (chyba, że napięcie UDS jest na tyle duże, że nastąpi przebicie tych złącz). • Jeżeli UGB < 0, to elektrony są wypychane w głąb podłoża, a dziury są przyciągane tak, że pomiędzy drenem a źródłem dalej występuje zaporowa polaryzacja złącz p-n i prąd IDS nie może płynąć.

47. Tranzystory unipolarne G D S n n p B Efekt polowy – powstawanie kanału • Jeżeli UGB > 0, to dziury są wypychane w głąb podłoża, a elektrony są przyciągane tak, że pomiędzy drenem a źródłem jest coraz mniej dziur i coraz więcej elektronów – powstaje tzw. warstwa zubożona (w dziury). • Przy napięciu UGB ≥ UT0 (napięcie progowe) koncentracja elektronów pod izolatorem jest tak duża, że tworzy się tzw. kanał typu n (stąd nazwa tranzystora – NMOS). • Na złączach kanału z drenem i źródłem zanika blokująca warstwa dyfuzyjna. • Przy niezerowym napięciu UDS popłynie prąd IDS.

48. Tranzystory unipolarne wzb. zub. IDS NMOS UT0 UGB UT0 PMOS wzb. zub. Charakterystyki przejścia • Przy stałym napięciu UDS prąd IDS nie popłynie, jeżeli UGB < UT0 (to dla NMOS, a dla PMOS zachodzi UGB > UT0 < 0). • Tranzystory MOS wykonuje się zazwyczaj w dwóch wersjach: • z kanałem wzbogaconym w nośniki prądu, • z kanałem zubożonym w nośniki prądu. • Wtedy ch-ki ulegają pewnemu przesunięciu. UDS = const

49. Tranzystory unipolarne obszar liniowy obszar nasycenia IDS UGB UGB < UT0 UDS Charakterystyki wyjściowe • Przy stałej wartości UGB > UT0 (NMOS) prąd IDS w pewnym zakresie zależy liniowo od UDS (jak w rezystorze), zaś dla odpowiednio dużego napięcia UDS jest niezależny od niego (nasycenie). • W odróżnieniu od tranzystora bipolarnego, w którym sterowanie prądem wyjściowym odbywa się prądem bazy, w tranzystorze MOS sterowanie prądem wyjściowym odbywa się napięciem bramki.

50. Tranzystory unipolarne Najważniejsze zalety • Sterowanie napięciem – izolowana bramka nie pobiera prądu za wyjątkiem czasu potrzebnego na przełączenie (prąd przesunięcia), • Duża liczba odmian pozwala na szeroki zakres zastosowań, • Mogą pracować jako rezystory sterowane (w liniowym zakresie pracy ch-ki wyjściowej) o wartości do około 1 kΩ, • Stosunkowo łatwe do wykonania w technologii planarnej oraz małe rozmiary (długość kanału rzędu μm) predysponują je w układach scalonych.