传输特性

在晶体管中，传输特性可以理解为输出电流与输入控制幅值的关系，从而在图中所示的曲线中表现出变量从输入到输出的直接“转移”。

我们知道，对于双极结晶体管(BJT)，输出集电极电流IC和控制输入基极电流IB由参数有关贝塔，它被假定为分析的常数。

参考下面的方程式，我们发现IC和IB之间存在线性关系。如果我们将IB级别设为2x，则IC也会按比例加倍。

但遗憾的是，这种方便的线性关系可能无法在jfet的输入和输出幅度上实现。漏极电流ID和栅极电压VGS之间的关系定义为肖克利的方程：

在这里，平方表达式负责在ID和VGS之间的非线性响应，随着VGS的大小降低，会产生指数增长的曲线。

虽然数学方法更容易实现dc分析，但图形方法可能需要绘制上述方程。

这可以提出问题的设备和绘图的网络方程有关的恒等变量。

我们通过观察两条曲线的交点来找到解决方案。

请记住，当您使用图形化方法时，设备的特性不受实现设备的网络的影响。

当两条曲线之间的交点发生变化时，也会改变网络方程，但这对上述等式5.3定义的传递曲线没有影响。

因此，一般来说，我们可以说：

由肖克利方程定义的传输特性不受设备所在网络的影响。

我们可以利用肖克利方程或输出特性得到传递曲线如图5.10所示

在下图中，我们可以看到两个图表。在这两幅图中，垂直线测量的是毫安。

一个图描绘漏极电流ID与漏极源极电压VDS，第二个图描绘漏极电流与门源极电压或ID与VGS。

借助“y”轴右侧所示的排水特性，我们可以绘制一条水平线，从VGS = 0 V曲线的饱和区域开始，一直到ID轴。

这两张图目前达到的水平是IDSS。

ID与VGS曲线的交点如下图所示，因为垂直轴定义为VGS = 0v

注意，漏极特性显示了一个漏极输出幅度与另一个漏极输出幅度之间的关系，其中两个轴由MOSFET特性相同区域中的变量解释。

因此，传输特性可以定义为MOSFET漏电流与作为输入控制的量或信号的曲线图。

当使用图5.15左侧的曲线时，这将导致输入/输出变量之间的直接“转移”。如果这是一种线性关系，那么ID与VGS的曲线就会是一条穿过IDSS和VP的直线。

然而，由于跨过排水特性的VG之间的垂直间距，这会导致抛物线曲线，随着VG变得越来越负，该间距会减小到相当大的程度，如图5.15所示。

如果我们将VGS=0 V和VGS=-1V之间的空间与VS=-3 V和夹断之间的空间进行比较，我们会发现差异是相同的，尽管ID值相差很大。

我们可以通过从VGS = -1 V曲线到ID轴绘制一条水平线，然后将其延伸到另一个轴，来识别传递曲线上的另一个点。

观察当ID = 4.5 mA时，转移曲线下轴处VGS = - 1V。

还请注意，在VGS=0 V和-1 V的ID定义中，使用了ID的饱和水平，而忽略了欧姆区。

再往前走，VGS=-2V和-3V，我们可以完成传输曲线图。

如何应用肖克利方程

如果给定IDSS和Vp的值，也可以通过应用Shockley方程（等式5.3）直接获得图5.15的传递曲线。

IDSS和VP级别定义了两个轴的曲线限制，只需要绘制几个中间点。

真诚的的肖克利的方程等式5.3作为图5.15传递曲线的来源，可以通过检查特定变量的某些不同水平，然后通过以下方式识别其他变量的相应水平，从而完美地表达：

如图5.15所示。

观察在上述计算中，VG和VP的负号管理得有多仔细。即使漏掉一个负号也可能导致完全错误的结果。

从上面的讨论中可以非常清楚地看到，如果我们有IDSS和VP的值（可从数据表中参考），我们可以快速确定任意大小VG的ID值。

另一方面，通过标准代数，我们可以推导出一个方程式（通过公式5.3），用于给定ID等级的结果VGS等级。

这可以非常简单地导出，以获得：

现在让我们通过确定具有图5.15所示特性的场效应晶体管产生漏极电流4.5 mA的VGS电平来验证上述方程。

结果验证了方程，与图5.15一致。

使用速记法

由于我们需要经常绘制传输曲线，因此可能会发现获得绘制曲线的速记技术很方便。理想的方法是允许用户快速有效地绘制曲线，而不影响准确性。

我们在上面所学到的公式5.3是这样设计的，即特定的VGS关卡产生的ID关卡可以作为绘制转移曲线时的绘图点而被记住。如果我们将VGS指定为掐断值VP的1/2，则可以用肖克利方程确定合成的ID能级，方法如下:

需要注意的是，上面的等式并不适用于特定的VP级别。只要VGS = VP/2，这个方程就是所有VP水平的一般形式。这个方程的结果表明，只要门源电压的值比掐灭值小50%，漏极电流就始终是饱和电平IDSS的1/4。

请注意，根据图5.15，VGS的ID级别=VP/2=-4V/2=-2V

选择ID=IDSS/2并将其代入等式5.6，我们得到以下结果：

虽然还可以进一步建立数字点，但只要用4个标绘点绘制传递曲线就可以达到足够的精度，如上所述，也见下表5.1。

在大多数情况下，我们可以使用VGS = VP/2的绘图点，而轴线在IDSS和VP处的交点将为我们提供一个足够可靠的大多数分析曲线。