转移特性曲线用来描述vDS取一定值时,iD与vGS间的关系的曲线,即
它反映了栅源电压vGS对iD的控制作用。
由于转移特性和输出特性都是用来描述vGS、vDS及iD间的关系的,所以转移特性曲线可以根据输出特性曲线绘出。作法如下:在图XX_01所示的输出特性中作一条vDS=10V的垂线,将此垂线与各条输出特性曲线的交点A、B和C所对应的iD、vGS的值转移到iD-vGS直角坐标系中,即可得到转移特性曲线 ,如图XX_02(a)所示。
图XX_0 改变vDS的大小,可得到一族转移特性曲线,如图XX_02(b)所示。由此图可以看出,当vDS≥|vp|(图中为vDS≥5V)后,不同vDS下的转移特性曲线几乎重合,这是因为在饱和区内iD几乎不随vDS而变。因此可用一条转移特性曲线来表示饱和区中iD与vGS的关系。在饱和区内iD可近似地表示为 (VP<vGS≤0) (5.1.1)
式中IDSS为vGS=0,vDS≥|vp|时的漏极电流,称为饱和漏极电流。
1. 夹断电压VP。当vDS为某一固定值(例如10V),使iD等于某一微小电流(例如50mA)时,栅源极间所加的电压即夹断电压。
2. 饱和漏极电流IDSS。在vGS=0的条件下,场效应管发生预夹断时的漏极电流。对结型场效管来说,IDSS也是管子所能输出的最大电流。
3. 直流输入电阻RGS。它是在漏源极间短路的条件下,栅源极间加一定电压时的栅源直流电阻。
4. 低频跨导gm。当vDS为常数时,漏极电流的微小变化量与栅源电压vGS的微小变化量之比为低频跨导,即
(5.1.2) gm反映了栅源电压对漏极电流的控制能力,是表征场效应管放大能力的一个重要参数。单位为西门子(s),有时也用ms或ms表示。需要指出的是,gm与管子的工作电流有关,iD越大,gm就越大。
在放大电路中,场效应管工作在饱和区(恒流区),gm可由式和计算求得,即
5. 输出电阻rd。当vGS为常数时,漏源电压的微小变化量与漏极电流iD的微小变化量之比为输出电阻rd,即
γ=(δvDS)/(δiD)|vDS=常数
rd反映了漏源电压vDS对iD的影响。在饱和区内,iD几乎不随vDS而变化,因此,rd数值很大,一般为几十千欧~几百千欧。
6. 极间电容Cgs、Cgd、Cds。Cgs是栅源极间存在的电容,Cgd是栅漏极间存在的电容。它们的大小一般为1~3pF,而漏源极间的电容Cds约为0.1~1pF。在低频情况下,极间电容的影响可以忽略,但在高频应用时,极间电容的影响必须考虑。
7. 最大漏源电压V(BR)DS。指管子沟道发生雪崩击穿引起iD急剧上升时的vDS值。V(BR)DS的大小与vGS有关,对N沟道而言,vGS的负值越大,则V(BR)DS越小。
8. 最大栅源电压V(BR)GS。是指栅源极间的PN结发生反向击穿时的vGS值,这时栅极电流由零而急剧上升。
9. 漏极最大耗散功率PDM。漏极耗散功率PD(=vDSiD)变为热能使管子的温度升高,为了限制管子的温度,就需要限制管子的耗散功率不能超过PDM。PDM的大小与环境温度有关。除了以上参数外,结型场效应管还有噪声系数,高频参数等其他参数。结型场效应管的噪声系数很小,可达1.5dB以下。