Залежність характеристик і параметрів польових транзисторів від температури

У ПТКП зміна температури приводить до зміни контактної різниці потенціалів на – переході, зворотного струму через перехід, а також до зміни рухомості основних носіїв заряду.

Зміна супроводжується, згідно з формулою (4.2), зміною глибини проникнення – переходу до каналу, а це дещо змінює напругу відсічення . Наприклад, при збільшенні температури на 1˚С зменшується на 2мВ, товщина – переходу зменшується, а напруга відсічення зростає, причому = . Зменшення товщини – переходу спричиняє розширення каналу, тобто збільшення струму .

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

= , (4.18)

де , - рухомость носіїв при температурі і відповідно;

- коефіцієнт.

З формули (4.18) 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 (рис. 4.17).

Рисунок 4.17 – Температурний дрейф стокозатворних характеристик ПТКП

Точку А на стокозатворній характеристиці ПТКП КП 103М (рис. 4.17), 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 на основній ділянці роботи ПТКП (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 ПТКП показаний на рисунку 4.18.

Рисунок 4.18 – Вплив температури на стокові характеристики ПТКП

Разом з тим збільшення температури приводить до зростання зворотного (теплового) струму керувального - переходу, тобто вхідного струму ПТКП (приблизно у 2 рази при збільшенні температури на 10˚С ). Тому при збільшенні температури вхідний опір ПТКП 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 залежністю 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 ПТКП.

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