11.3 Залежність характеристик і параметрів польових транзисторів від температури

 

                У ПТУП зміна температури приводить до зміни контактної різниці потенціалів  на p-nпереході, зворотного струму через перехід, а також до зміни рухомості основних носіїв заряду.

                Зміна  супроводжується, згідно з формулою (11.2), зміною глибини проникнення p-nпереходу до каналу, а це дещо змінює напругу відсічення  . Наприклад, при збільшенні температури на 1С  зменшується на 2 мВ, товщина p-nпереходу зменшується, а напруга відсічення  зростає, причому =. Зменшення товщини p-nпереходу спричиняє розширення каналу, тобто збільшення струму .

                Водночас залежність рухомості основних носіїв у каналі від температури може бути виражена формулою

=,                                      (11.18)

де , - рухомість носіїв при температурі  та  відповідно;

 - коефіцієнт.

                З формули (11.18) випливає, що при збільшенні температури рухомість основних носіїв зменшується, опір каналу внаслідок цього збільшується, струм стоку  зменшується.

                Отже, зміна  і рухомості основних носіїв у каналі при зміні температури протилежно впливають на опір каналу та струм стоку . За певних умов дія цих факторів взаємно компенсується, і при деякій напрузі на затворі струм стоку  не залежатиме від температури (рисунок 11.17).

Рисунок 11.17Температурний дрейф стокозатворних характеристик ПТУП

 

Точка А на стокозатворній характеристиці ПТУП КП 103М (рисунок 11.17), в якій струм  не залежить від температури, називають термостабільною точкою. Лівіше від цієї точки струм  зі збільшенням температури зменшується, правіше – збільшується. При цьому збільшення температури приводить до деякого збільшення напруги відсічення.

            Але в  основній ділянці  роботи ПТУП (лівіше т.А) струм стоку і крутизна зменшуються при зростанні температури. Ця обставина зумовлює істотну перевагу ПТ перед БТ, у яких внаслідок явища самоперегріву зростання колекторного струму при нагріванні може призвести остаточно до теплового пробою.

                Вплив температури на хід стокових характеристик ПТУП показаний на рисунку 11.18.

Рисунок 11.18Вплив температури на стокові характеристики ПТУП

 

                Разом з тим збільшення температури приводить до зростання зворотного (теплового) струму керувального  переходу, тобто вхідного струму ПТУП  (приблизно вдвічі при збільшенні температури на 10С ). Тому при збільшенні температури вхідний опір ПТУП зменшується.

                У МДН - транзисторах температурну залежність напруги відсічення  (порогової напруги) визначають  зміною рівня Фермі, зміною об’ємного заряду в збідненому шарі переходу  між каналом та підкладкою, а також залежність величини заряду в діелектрику від температури. Величина порогової напруги в МДН – транзисторах змінюється на 4-10 мВ при зміні температури на 1 градус  (залежно від типу приладу). Температурні зміни характеристик і параметрів МДН – транзисторів більші, ніж у ПТУП.

                Робочий діапазон температур ПТ менший, ніж у кремнієвих БТ (від -60С  до +125С , як у КП 305, КП 306).