Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Режимы транзисторов
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > В помощь начинающему
Vanёk
Задачка:
можно ли определить, в каком режиме работает каждый из параллельно включённых N-штук транзистов ОИ, в зависимости от входного напряжения (на затворе), если известно E_питания, а N неизвестно. ? Транзисторы n-канальные.
Stanislav
1. Что подразумевается под режимом работы?
2. Что подразумевается под параллельным включением?
3. Что такое ОИ?
4. Что такое БТ?
Vanёk
1. Что подразумевается под режимом работы? Подразумевается область работы транзистора на ВАХ
2. Что подразумевается под параллельным включением? Подразумевается объединение баз всех транзисторов и то, что 1-й подсоединён стоком к E_питания, 2-й соединён стоком с истоком 1-го, и т.д., а исток последнего N-го транзистора подсоединён к земле.
3. Что такое ОИ? ОИ - это имеется в виду схема включения транзистора "общий исток"
4. Что такое БТ? БТ - это опечатка blush.gif . Хотел написать ПТ - полевой транзистор.

В первом сообщении присоединён файл с принципиальной схемой.
VladKot
Или я чево не понимаю, или на схеме ив описании последовательное соединение транзисторов.
Vanёk
Цитата(VladKot @ Nov 21 2006, 23:52) *
Или я чево не понимаю, или на схеме ив описании последовательное соединение транзисторов.

Уупс wacko.gif . Всё что только можно напутал... вот к чему приводят два месяца недосыпания.
Да, именно последовательное включение (при параллельном режим элементарно определить). Прошу прощения за все очепятки.

Непонятно, возможно ли решить эту задачу для произвольного N ?
yxo
Цитата
Непонятно, возможно ли решить эту задачу для произвольного N ?


Можно, но это, по-моему, достаточно сложно. Зачем? Проще промоделировать в SPICE...
KMC
Записываете системы уранений для тока каждого из транзисторов (N-штук). Ток течет через все транзисторы один и тот же, порог транзистора при нулевом потенциале на истоке - константа. Учитывая, что порог зависит от напряжения на истоке, решаете систему уравнений, находите напряжение на стоке(истоке) каждого из транзисторов. Определяете режим работы каждого транзситора - linear или saturation
Stanislav
Цитата(Vanёk @ Nov 21 2006, 21:11) *
4. Что такое БТ? БТ - это опечатка. Хотел написать ПТ - полевой транзистор.

Тогда как понимать вот это:
Цитата
2. Что подразумевается под параллельным включением? Подразумевается объединение баз всех транзисторов и то, что 1-й подсоединён стоком к E_питания, 2-й соединён стоком с истоком 1-го, и т.д., а исток последнего N-го транзистора подсоединён к земле.
???
МОП-транзистор с базой - это что-то новенькое.

[left]
Цитата(Vanёk @ Nov 21 2006, 21:11) *
3. Что такое ОИ? ОИ - это имеется в виду схема включения транзистора "общий исток"
А Вы уверены, что это включение называется "общий исток"?


Цитата(KMC @ Nov 22 2006, 12:58) *
Определяете режим работы каждого транзситора - linear или saturation
Смею высказать утверждение, что у ПТ нет режима "saturation" вовсе...
Vanёk
Цитата(Stanislav @ Nov 22 2006, 19:18) *
Цитата(Vanёk @ Nov 21 2006, 21:11) *
4. Что такое БТ? БТ - это опечатка. Хотел написать ПТ - полевой транзистор.

Тогда как понимать вот это:
Цитата
2. Что подразумевается под параллельным включением? Подразумевается объединение баз всех транзисторов и то, что 1-й подсоединён стоком к E_питания, 2-й соединён стоком с истоком 1-го, и т.д., а исток последнего N-го транзистора подсоединён к земле.
???
МОП-транзистор с базой - это что-то новенькое.

затворы

Цитата(Stanislav @ Nov 22 2006, 19:18) *
[left]
Цитата(Vanёk @ Nov 21 2006, 21:11) *
3. Что такое ОИ? ОИ - это имеется в виду схема включения транзистора "общий исток"
А Вы уверены, что это включение называется "общий исток"?

Под "общий исток" имелось ввиду, что транзисторы управляются по затвору
Stanislav
Цитата(Vanёk @ Nov 22 2006, 19:44) *
Под "общий исток" имелось ввиду, что транзисторы управляются по затвору
Понятно. А почему бы её не назвать, например, схемой с общим стоком?
Предлагаю определится с терминологией. Это - основа технического общения.
yxo
Цитата
Под "общий исток" имелось ввиду, что транзисторы управляются по затвору


Когда применяют слово "общий", имеется ввиду, что, входной сигнал подается между входным полюсом и этим самым "общим", и в то же время снимается между выходным полюсом и "общим", т.е, вывод общий для входного и выходного сигнала.(см рис)

Цитата
Смею высказать утверждение, что у ПТ нет режима "saturation" вовсе...


А все-таки, есть. "Saturation" - это тот случай, когда ток стока уже не меняется, при изменении напряжении сток-исток (конечно, если не учитывать модуляцию длинны канала).
Herz
Цитата(yxo @ Nov 23 2006, 09:04) *
Цитата
Смею высказать утверждение, что у ПТ нет режима "saturation" вовсе...


А все-таки, есть. "Saturation" - это тот случай, когда ток стока уже не меняется, при изменении напряжении сток-исток (конечно, если не учитывать модуляцию длинны канала).

Смело. По-моему, ток стока не меняется при изменении напряжения сток-исток только когда канал полностью закрыт. smile.gif Это называется режимом отсечки.
Аналогом режима насыщения у ПТ следовало бы считать режим полностью открытого канала, т.е. с того момента, когда сопротивление канала уже не уменьшается при дальнейшем увеличении (уменьшении в случае с Р-каналом) напряжения затвор-исток.
yxo
Цитата(Herz @ Nov 23 2006, 11:10) *
Цитата(yxo @ Nov 23 2006, 09:04) *


Цитата
Смею высказать утверждение, что у ПТ нет режима "saturation" вовсе...


А все-таки, есть. "Saturation" - это тот случай, когда ток стока уже не меняется, при изменении напряжении сток-исток (конечно, если не учитывать модуляцию длинны канала).

Смело. По-моему, ток стока не меняется при изменении напряжения сток-исток только когда канал полностью закрыт. smile.gif Это называется режимом отсечки.
Аналогом режима насыщения у ПТ следовало бы считать режим полностью открытого канала, т.е. с того момента, когда сопротивление канала уже не уменьшается при дальнейшем увеличении (уменьшении в случае с Р-каналом) напряжения затвор-исток.


Для простоты говорим о N-канаьном полевом транзисторе, обогащенного типа.
Режим отсечки (cut-off), это когда напряжение затвор исток меньше порогового(threshhold). В этом случае канал еще не индуцирован, т.е его попросту говоря нет, и поэтому ток стока отсутствует (впринципе согласен, в этом режиме ток стока менятся не будет smile.gif ). И потом, я же отметил, что не учитываю эффект модуляции длинны какала. Если учитвать этот эффект, то, конечно, ток стока будет увеличиваться, при увеличении напряжения сток-исток. Но не значительно.
Для режима насыщения полевого транзистора существует вполне конкретное определение: (для нашего случая) n канальный обагащенной фет работает в насыщении, когда напряжение затвор-исток больше порогового и напряжение стока не падает ниже напряжения затвора минус пороговое напряжение. Другими словами, граница перехода в режим насыщение происходит, после выполнения условия
Vds = Vgs -Vt.
И если уж говорить о сопротивлении канала, то оно опять же определяется от режима работы. В отсечке оно очень большое. В отсльынх случаях определяется как dVds/dId.
Stanislav
Цитата(yxo @ Nov 23 2006, 10:04) *
Цитата
Смею высказать утверждение, что у ПТ нет режима "saturation" вовсе...

А все-таки, есть. "Saturation" - это тот случай, когда ток стока уже не меняется, при изменении напряжении сток-исток (конечно, если не учитывать модуляцию длинны канала).
Странно... А я думал, что режим генератора тока наступает именно вследствие модуляции длины канала...

Цитата(Herz @ Nov 23 2006, 11:10) *
...Аналогом режима насыщения у ПТ следовало бы считать режим полностью открытого канала, т.е. с того момента, когда сопротивление канала уже не уменьшается при дальнейшем увеличении (уменьшении в случае с Р-каналом) напряжения затвор-исток.
Аналогом - можно. Только это всё-таки называется режимом управляемого сопротивления. Кроме того, это сопротивление во всех известных мне ПТ всегда зависит от напряжения затвор-исток, до самого пробоя изоляции.

Цитата(yxo @ Nov 23 2006, 12:03) *
...И потом, я же отметил, что не учитываю эффект модуляции длинны какала. Если учитвать этот эффект, то, конечно, ток стока будет увеличиваться, при увеличении напряжения сток-исток. Но не значительно.
Это так, только с точностью до наоборот. Генератором тока ПТ становится из-за того, что длина канала растёт примерно пропорционально напряжению сток-исток.

Цитата(yxo @ Nov 23 2006, 12:03) *
...Для режима насыщения полевого транзистора существует вполне конкретное определение: (для нашего случая) n канальный обагащенной фет работает в насыщении, когда напряжение затвор-исток больше порогового и напряжение стока не падает ниже напряжения затвора минус пороговое напряжение.
Простите, а где можно найти это "вполне конкретное определение"? Дайте ссылочку, плиз.

Цитата(yxo @ Nov 23 2006, 12:03) *
...Другими словами, граница перехода в режим насыщение происходит, после выполнения условия
Vds = Vgs -Vt.
Vt - это что?
SM
Цитата(Vanёk @ Nov 21 2006, 18:43) *
можно ли определить, в каком режиме работает каждый из параллельно включённых N-штук транзистов ОИ, в зависимости от входного напряжения (на затворе), если известно E_питания, а N неизвестно. ? Транзисторы n-канальные.


Значицца так. Сначала рассмотрите это как один полевик (с длиной канала, равной сумме длин всех тех полевиков, допускаю что эти полевики по одной технологии и одной ширины канала). Благо оно так и есть. Он весь будет в одном из трех режимов - субпороговом, линейном или насыщения. Если он весь в линейном, то и все его детали в линейном. То есть некое подобие резисторов. Если он в насыщении - то верхний в насыщении, остальные в линейном. Субпороговый режим - там отдельный вопрос, в нем он может вести себя и похоже на насыщение, и быть линейным. Только формулы другие. А смысл тот-же, либо все в линейном, либо верхний насыщен, остальные в линейном.

Дальше, когда ясно какая запчасть в каком режиме, рассчет становится элементарным.

P.S. Кстати, если уж на то пошло, то особенной частью является только ооочень малая часть канала, расположенная ближе к стоку верхнего транзистора. Все остальное есть нечто вроде резистора.

Цитата(Stanislav @ Nov 23 2006, 20:28) *
Цитата(yxo @ Nov 23 2006, 12:03) *
...Для режима насыщения полевого транзистора существует вполне конкретное определение: (для нашего случая) n канальный обагащенной фет работает в насыщении, когда напряжение затвор-исток больше порогового и напряжение стока не падает ниже напряжения затвора минус пороговое напряжение.
Простите, а где можно найти это "вполне конкретное определение"? Дайте ссылочку, плиз.


Вот в этой книжке например => http://cmosedu.com/cmos1/book.htm Очень хорошая книга.

"ухо" абсолютно прав в части режимов работы транзистора, забыв только про субпороговую область, когда Vgs<Vth, но не сильно меньше, и ток стока зависит экспоненциально от Vth-Vgs. Очень важный режим для микропотребляющих схем. Линейный режим - это когда канал представляет собой сопротивление, величина которого зависит от (Vgs-Vth). Далее при превышении определенного Vds транзистор насыщается и превращается в источник тока, величина которого определяется тем-же (Vgs-Vth) (в квадрате, для ширококанальных технологий)

Теперь про модуляцию длины канала - это только один из эффектов, влияющих на выходное сопротивление в режиме насыщения, и портящих "качественность" получаемого ИТ. А эффект, благодаря которому получается ИТ, это никакая не модуляция, а насыщение скорости носителей. Этот эффект (модуляция), кстати, наиболее проявляется только в начале области насыщения, при относительно небольших превышениях Vds над Vgs-Vth. Далее начинает сильнее проявляться DIBL (Drain-Induced Barrier Lowering), А еще дальше - SCBE - substrate current induced body effect. Для детального разбирательства, какой эффект на что именно влияет, и как его моделировать советую там глянуть (описание модели BSIM4, глава 5) => http://www-device.eecs.berkeley.edu/~bsim3...SIM450_Manu.tar

Цитата(Stanislav @ Nov 23 2006, 20:28) *
Цитата(yxo @ Nov 23 2006, 12:03) *
...Другими словами, граница перехода в режим насыщение происходит, после выполнения условия
Vds = Vgs -Vt.
Vt - это что?


Это пороговое напряжение. Причем это отношение действительно только для "ширококанальных" полевиков. То есть на технологиях примерно 0.8 микрона и толще. Для короткоканальных это все не так.
yxo
Цитата
Сначала рассмотрите это как один полевик


Отлчиная мысль!

Цитата
Это пороговое напряжение. Причем это отношение действительно только для "ширококанальных" полевиков. То есть на технологиях примерно 0.8 микрона и толще. Для короткоканальных это все не так.

Не подскажите, где можно прочитать про короткоканальные феты? Или это есть у Бэкера?
SM
Цитата(yxo @ Nov 24 2006, 10:12) *
Не подскажите, где можно прочитать про короткоканальные феты? Или это есть у Бэкера?


Да, у него есть, у него везде параллель проводится между "придуманными" технологиями в 1 микрон и 50 нм. А вообще - описание BSIM4-модели, на котороя я сослался, но там почти голая математика.
Stanislav
Цитата(SM @ Nov 24 2006, 00:58) *
Вот в этой книжке например => http://cmosedu.com/cmos1/book.htm Очень хорошая книга.
Дайте ссылочку на главу, плиз, где даётся определение насыщения (saturation) полевого транзистора.
Моё мнение, после просмотра нескольких глав по диагонали таково: книжка может быть хороша только для узких специалистов, т.к. не даёт понимания процессов, происходящих в электронном приборе. Типа, есть формУла, поступайте в соответствие с ней, и всё будет ОК. А откуда эта формУла взялась - сведений нет. Типичное пособие для технологов...

Цитата(SM @ Nov 24 2006, 00:58) *
..."ухо" абсолютно прав в части режимов работы транзистора, забыв только про субпороговую область, когда Vgs<Vth, но не сильно меньше, и ток стока зависит экспоненциально от Vth-Vgs. Очень важный режим для микропотребляющих схем. Линейный режим - это когда канал представляет собой сопротивление, величина которого зависит от (Vgs-Vth). Далее при превышении определенного Vds транзистор насыщается и превращается в источник тока, величина которого определяется тем-же (Vgs-Vth) (в квадрате, для ширококанальных технологий).
Ещё раз: дайте определение всех режимов работы ПТ, желательно со ссылкой на источники.

Цитата(SM @ Nov 24 2006, 00:58) *
Теперь про модуляцию длины канала - это только один из эффектов, влияющих на выходное сопротивление в режиме насыщения, и портящих "качественность" получаемого ИТ. А эффект, благодаря которому получается ИТ, это никакая не модуляция, а насыщение скорости носителей. Этот эффект (модуляция), кстати, наиболее проявляется только в начале области насыщения, при относительно небольших превышениях Vds над Vgs-Vth. Далее начинает сильнее проявляться DIBL (Drain-Induced Barrier Lowering), А еще дальше - SCBE - substrate current induced body effect. Для детального разбирательства, какой эффект на что именно влияет, и как его моделировать советую там глянуть (описание модели BSIM4, глава 5) => http://www-device.eecs.berkeley.edu/~bsim3...SIM450_Manu.tar.
Ясно. Нужно всё-таки начинать с определений.
Модуляцией я называю эффект изменения размеров перекрытия канала обеднённой областью под затвором под действием приложенного напряжения между стоком и истоком. Режим генератора тока (который Вы почему-то называете насыщением) наступает вследствие того, что размеры области перекрытия примерно пропорциональны приложенному напряжению, поэтому проводимость канала приблизительно обратно пропорциональна ему.

ЗЫ. Термин "насыщение" в применении к полевику нашёл самостоятельно, в книге "Физика полупроводниковых приборов" С. Зи. Действительно, такой термин употребляется, поэтому вопрос следует считать исчерпанным
yxo
Sedra Smith ¨Microelectronic Circuits¨ FIFTH EDITION 2004
см приложение
А вот Ваши источники тоже хотелось бы увидеть
Stanislav
Цитата(yxo @ Nov 24 2006, 14:32) *
Sedra Smith ¨Microelectronic Circuits¨ FIFTH EDITION 2004
см приложение
А вот Ваши источники тоже хотелось бы увидеть
Да, всё верно. Просто такой термин, по-моему, в "школе" не употреблялся, а писал я "по памяти".
Источники хорошие обнаружил сегодня в закромах. Лучший - пожалуй, тот же С.Зи "Физика полупроводниковых приборов".
Правда, во время моего обучения, использовалась несколько иная модель работы транзистора, нежели приведённая в этом источнике.
SM
Цитата(Stanislav @ Nov 24 2006, 13:48) *
Цитата(SM @ Nov 24 2006, 00:58) *
Вот в этой книжке например => http://cmosedu.com/cmos1/book.htm Очень хорошая книга.
Дайте ссылочку на главу, плиз, где даётся определение насыщения (saturation) полевого транзистора. Моё мнение, после просмотра нескольких глав по диагонали таково: книжка может быть хороша только для узких специалистов, т.к. не даёт понимания процессов, происходящих в электронном приборе.


Вы правы, в этой книге нет подробностей и физических процессов. В ней описаны принципы моделирования поведения полевиков в той или иной области их характеристик.

Про термины - модуляция - это один из короткоканальных эффектов - CLM, Channel-length modulation, Другое название этой гадости - эффект Эрли (Early effect).

Насыщение - это эффект насыщения скорости носителей. То есть снижение их мобильности в больших электрических полях. При повышении Vgs уменьшается эффективная длина канала, что приводит к увеличению электрического поля. А это в свою очередь к насыщению скорости носителей. И именно этот режим работы называется во всем мире "saturation region", т.е. область насыщения. Я очень удивлен, что для Вас это новое.

Вот Вам документик, в котором про насыщение носителей, и к чему это приводит => http://www.stanford.edu/class/ee316/MOSFET_Handout5.pdf

Цитата(Stanislav @ Nov 24 2006, 13:48) *
Ещё раз: дайте определение всех режимов работы ПТ, желательно со ссылкой на источники.


- Субпороговый режим (subthreshold region), Vgs < Vth. В нем Id ~ exp(Vth-Vgs). И внутри него тоже есть деление на несколько режимов. Не буду на них останавливаться.

- Линейный режим (triode region), приблизительно Vds < (Vgs - Vth). В нем он ведет себя как резистор, управляемый Vgs.

- Режим насыщения (saturation region) - скорость носителей насыщается при Vds > (Vgs-Vth), что ведет к работе ПТ как источника тока. Этот самый регион делится на три куска - CLM, DIBL и SCBE. В каждом из которых неидеальность полученного ИТ определяется разными эффектами, первый из которых и есть "channel length modulation".

На источники... Да хоть в википедию сходите, в раздел "MOSFET". http://en.wikipedia.org/wiki/Mosfet Интернет просто пестрит источниками.
Stanislav
Цитата(SM @ Nov 24 2006, 15:32) *
Про термины - модуляция - это один из короткоканальных эффектов - CLM, Channel-length modulation, Другое название этой гадости - эффект Эрли (Early effect).
Понятно. Но эффект Эрли я раньше рассматривал только в применении к биполярным транзисторам (модуляция толщины базы). Но это совершенно другой эффект, действительно приводящий к неидеальности источника тока на БТ...

Цитата(SM @ Nov 24 2006, 00:58) *
...Насыщение - это эффект насыщения скорости носителей. То есть снижение их мобильности в больших электрических полях. При повышении Vgs уменьшается эффективная длина канала, что приводит к увеличению электрического поля. А это в свою очередь к насыщению скорости носителей. И именно этот режим работы называется во всем мире "saturation region", т.е. область насыщения. Я очень удивлен, что для Вас это новое.
Бывает... Просто не употреблял никогда ранее. Да и моделью полевика пользовался несколько иной (капиллярной). Что ж, учиться никогда не поздно... smile.gif

Цитата(SM @ Nov 24 2006, 00:58) *
...Вот Вам документик, в котором про насыщение носителей, и к чему это приводит =>
Ага, спасибо, почитаю в выходные.

Цитата(SM @ Nov 24 2006, 00:58) *
- Субпороговый режим (subthreshold region), Vgs < Vth. В нем Id ~ exp(Vth-Vgs). И внутри него тоже есть деление на несколько режимов. Не буду на них останавливаться.

- Линейный режим (triode region), приблизительно Vds < (Vgs - Vth). В нем он ведет себя как резистор, управляемый Vgs.

- Режим насыщения (saturation region) - скорость носителей насыщается при Vds > (Vgs-Vth), что ведет к работе ПТ как источника тока. Этот самый регион делится на три куска - CLM, DIBL и SCBE. В каждом из которых неидеальность полученного ИТ определяется разными эффектами, первый из которых и есть "channel length modulation".

Что ж, спасибо за краткую лекцию. Это относится и к ухо. a14.gif
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.