Современная электроника №3/2023

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 18 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2023 типом носителей заряда . Это позво - ляет объяснить экспоненциальный участок на выходной и передаточной ВАХ в области малых токов , где зна - чение высоты потенциального барье - ра велико . При уменьшении высоты барьера с ростом U си ток стока опре - деляется главным образом сопротив - лением канала . Поскольку R u · I c ≤ U зи , и эффект модуляции ширины канала за счёт омического падения напряже - ния на его сопротивлении практиче - ски отсутствует , ВАХ приближается к линейной . О температурной зависимости тока стока СИТ можно судить по переда - точной характеристике прибора , при - ведённой на рис . 4 [10]. Температурный коэффициент тока стока в области малых токов являет - ся положительным , что хорошо корре - лирует с представлениями о переносе заряда в данном режиме работы тран - зистора « горячими носителями заря - да », преодолевающего потенциальный барьер в канале . В области больших значений тока стока температурный коэффициент меняет знак , что указы - вает на определяющее влияние на ток стока температурной зависимости про - водимости канала [8]. Последнее обсто - ятельство обеспечивает , в частности , эффективную работу транзисторов при параллельном включении , что позво - ляет создавать мощные приборы со сложной ячеистой структурой . Монополярный механизм перено - са тока , отсутствие накопления заря - да при работе во всём диапазоне токов [11] и высокая крутизна обеспечивают весьма высокие скорости переключе - ния и рабочие частоты СИТ . Для ана - лиза частотных свойств в литературе часто пользуются эквивалентной схе - мой замещения [12], которая приве - дена на рис . 5. Участок , окружённый прерывистой линией , представляет собой « внутренний » транзистор без учёта паразитных параметров корпуса . Согласно эквивалентной схеме заме - щения ( рис . 5) максимальная частота генерации определяется выражени - ем [12]: , где С зи – ёмкость затвор - исток ; С зс – ёмкость затвор - сток ; g m – крутизна характеристики внутрен - него транзистора . Согласно формуле (10) для повыше - ния высокочастотных свойств необхо - димо увеличить крутизну характери - стики и уменьшить ёмкости С зи и С зс . Авторы работы [12], рассматривая кон - струкцию транзистора с планарным затвором , считают , что « внутреннее » сопротивление затвора намного мень - ше внешнего , и не принимают его в рассмотрение . В конструкциях же со скрытым затвором оно имеет доста - точно большую величину . С повыше - нием частоты падение напряжения на нем растёт , напряжение , приложенное к управляющему p-n- переходу , умень - шается , и коэффициент усиления с ростом частоты падает . Ухудшение частотных свойств с ростом R 3 приводит , соответствен - но , к ухудшению временны́х харак - теристик переключения транзисто - ра . Процесс выключения транзистора протекает следующим образом . При подаче на затвор импульса запираю - щего напряжения ОПЗ управляюще - го p-n- перехода начинает расширяться с постоянной времени , определяемой произведением ёмкости затвора на его сопротивление . После смыкания ОПЗ в канале поток носителей заряда от исто - ка к стоку прерывается и время задерж - ки тока стока определяется в основном пролётным временем носителей заря - да от потенциального барьера до сто - кового n + -n- перехода . Процесс включения транзистора состоит из тех же основных стадий , что и процесс выключения : перезарядки ёмкости управляющего p-n- перехода и пролёта носителей заряда от затво - ра к стоку . В литературе до сих пор отсутствуют данные , которые позволяли бы прово - дить количественную оценку влияния электрофизических и конструктивных параметров приборов со статической индукцией на времена включения и выключения . Представленная в [12] эквивалентная схема замещения даёт только качественное представление этих связей . Конструкция СИТ с планарным затвором , приведённая на рис . 6 [13–16], позволяет существенно умень - шить сопротивление затвора путём его металлизации и тем самым улучшить частотные свойства прибора , повы - сить однородность распределения тока в структуре при переключении , улучшить нагрузочную способность и надёжность . Недостаток конструкций , представ - ленных в [13–16], – невозможность соз - давать приборы на высокие рабочие напряжения с большими значениями коэффициента усиления по напряже - нию . Рис . 3. Распределение потенциала по оси канала транзистора и тиристора со статической индукцией [9] Рис . 4. Температурная зависимость тока стока СИТ [10] (10)