Výstupní charakteristika


Výstupní charakteristika zobrazuje grafickou závislost mezi kolektorovým proudem IC a napětí UCE při změnách hradlového napětí UGE. Pro každý tranzistor existují v charakteristice pracovní oblasti, které jsou znázorněny na obrázku.

Oblasti v charakteristice:

Odporová oblast: tranzistor se v této oblasti chová jako nelineární odpor řízený napětím UGE.
Saturační oblast: výstupní proud se příliš nemění se změnou napětí UCE. Tato oblast bývá obvykle využívána pro zesilování signálů.
Oblast průrazu: při vyšších napětích UCE začíná kolektorový proud IC ostře vzrůstat a dochází k lavinovému průrazu, což způsobí destrukci tranzistoru.

Pro aktivní režim A platí rovnice pro výpočet kolektorového proudu:


kde IDSat0 je podobně jako u tranzistoru JFET saturační proud pro UGS=0V



Význam veličin je:L je délka kanálu
Z je jeho šířka
Ci je kapacita izolantu na jednotku plochy.
Tranzistor se v této oblasti chová jako nelineární rezistor řízený napětím uGE.

Hranicí mezi aktivním a saturačním režimem B je podobně jako u tranzistoru JFET křivka



a rovnice pro proud ID má v saturačním režimu tvar



Normované výstupní charakteristiky (změna UCE)
Napětí UCE
Vysvětlení char.:


Pracovní oblasti na výstupní charakteristice (podrobněji popsány)

Aktivní režim Azákladní pracovní režim tranzistoru MOS je aktivní režim A, kdy je velikost proudu IC dána rovnicí  (1) . Tento režim se dělí na režim A+ při kladném napětí UCE a režim A- při záporném napětí kolektoru. Režim A+ končí nasycením (saturací) kolektorového proudu (hranice je dána rovnicí  (2) )
Saturační režim Bv saturačním režimu dochází k nasycení tranzistoru a začíná rovnicí  (2) , která zároveň vyjadřuje převodní charakteristiku tranzistoru. Je to takový režim, kdy se začne kanál na kolektorovém konci uzavírat. V tomto případě je na tomto konci na velmi malé délce téměř celé napětí UCE. Intenzita elektrického pole je značná a převyšuje kritickou internzitu elektrického pole. Elektrony se v této oblasti pohybují konstantní rychlostí a dochází k lavinovému průrazu.
Triodový režim Ctranzistor pracuje jako trioda


Praktické zobrazení výstupní charakteristiky

Typické prahové napětí UP=1 až 3 V, předpokládejme UP=2 V. Budeme zjišťovat co se stane, když se bude zvyšovat UCE. Při zvyšování UCE se bude zvyšovat i proud ID, neboť platí Ohmův zákon. Proud se až do saturace tranzistoru bude zvyšovat lineárně v závislosti na UCE.Ve chvíli, kdy dojde k zaškrcení kanálu označíme kolektorové napětí za saturační UCEsat

Na obr.1 můžeme vidět typické průběhy výstupních charakteristik pro jednotlivé velikosti hradlových napětí UGE.

Volte napětí UGE
Obr.1 - Výstupní charakteristika
 úvod  |  obsah  ||  teorie |  charakteristiky |  pracovní bod |  struktury