Simulation von Feldeffekttransistoren bei kleinen Drainströmen:
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Wiesbaden
VS Verlag für Sozialwissenschaften
1978
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| Series: | Forschungsbericht des Landes Nordrhein-Westfalen, Fachgruppe Elektrotechnik/Optik
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| Item Description: | Zur Berechnung von Feldeffekttransistoren stehen eine Vielzahl von Kennlinienapproximationen [1, 2, 5, 6, 7, 9 bis 19] zur Verfügung. Zu unterscheiden sind physikalisch exakt abgeleitete Modelle und Curve-Fitting-Modelle. Für allgemeine Schaltungsberechnungen sind physikalisch exakte Modelle nur dann anwendbar, wenn dies in engem Zusammenhang mit der Herstellung des Bauelementes oder der Schaltung etwa als monolithisch integrierte Schaltung geschieht. Denn dann stehen auch die notwendigen technologischen Parameter zur Verfügung. Außerdem werden bereits einfachste Berechnungen bei Verwendung dieser Modelle mathematisch sehr schnell unübersichtlich. Einschränkungen bzw. Vereinfachungen führen leicht vom exakten Modell zum Curve-Fitting-Modell. Insbesondere ist dies der Fall, wenn die Parameter des verwendeten Modells aus dem Klemmenverhalten des Feldeffekttransistors ermittelt werden müssen. Bei Aussteuerungen im Sättigungsgebiet ist die Übertragungs Charakteristik !ID(UGS, UDS = canst.) angenähert eine Gerade. Bei großen und kleinen Drainströmen ist dieser Zusammenhang nicht gegeben. Bei kleinen Drainströmen zeigt die Übertragungs-Charakteristik einen exponentiellen Verlauf. Dieses Kennliniengebiet wird Subthreshold- oder Weak-Inversion-Bereich genannt. Für den quadratischen Teil sind die Bezeichnungen Threshold- oder Strong Inversion-Bereich üblich. Das exponentielle Gebiet und der Zwischenbereich sind im Hinblick auf die Schaltungsberechnungen Gegenstand des vorliegenden Beitrags. Auf die Problematik bei großen Drainströmen ist hier nicht weiter eingegangen. Ausgehend vom Verhalten des Feldeffekttransistors mit isoliertem Gate (MOSFET) wird ein neues Kennlinien-Modell im Hinblick auf schaltungstechnische Anwendungen eingeführt. Experimentell wird gezeigt, daß dieses neuartige Modell auch beim Sperrschicht Feldeffekttransistor eingesetzt werden kann. Einsatzgebiete des Modells sind beispielsweise Konstantstromquellen und Differenzverstärker |
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