Схема ключа на МДН - транзисторі з індуцированим каналом
n-типу наведена на рис.2.7 а.
а) б) в)
а) з резистивним б) з динамічним в) комплементарний
навантаженням; навантаженням; ключ
Рисунок 2.7 - Ключі на МДН – транзисторах
Ключ може знаходитися в двох положеннях - «включене» і «виключено» в залежності від значення вхідного сигналу, що подається безпосередньо на затвор транзистора.
При подачі на вхід напруги Еg = Uo < Uп’ менше порогової, транзистор закритий і ключ виключений. Включений стан ключа забезпечують, подаючи і підтримуючи на затворі високий позитивний рівень вхідного сигналу Еg = U1 > Uп’’.
Режим закритого транзистора характеризується тим, що при напрузі на затворі Uз = Uo < Uп’ канал транзистора збіднений носіями, тому транзистор не проводить струм і має великий опір каналу. Напруга на виході схеми Uвих = +E.
Режим відкритого транзистора характеризується тим, що при напрузі на затворі Uз = U1 > Uп’’ канал транзистора збагачений носіями і має малий опір порядку 100-300 Ом.
Напруга на виході схеми:
(2.3)
де Rт - опір транзистора. При Rc >> Rт вихідна напруга близька до нуля.
Динамічний режим роботи ключа на МДН - транзисторі визначається як властивостями транзистора, так і зовнішньої схеми. Інерційність транзистора залежить від часу прольоту носіїв заряду уздовж каналу і часу перезаряда паразитних ємностей затвор- витік, затвор-стік, підшарок-стік і підшарок – витік. Інерційність зовнішньої схеми пояснюється наявністю ємностей навантаження (монтажу та вхідної ємності наступного ключа).Звичайно час прольоту носіїв заряду набагато менше часу перезаряду ємностей.
Оскільки у вихідному стані транзистор закритий, а сумарна паразитна ємність Сн заряджена до напруги живлення, тривалість фронту вихідного сигналу визначається часом, протягом якого здійснюється процес розряду ємності навантаження через паралельно з’єднані опори відкритого транзистора і навантаження схеми:
(2.4)
Тривалість спаду сигналу визначається часом заряду ємності навантаження через резистор у колі стоку транзистора при закритому транзисторі:
tc = 2,2 Cн∙Rc. (2.5)
Оскільки струм стоку МДН - транзисторів дуже малий, а опори Rт і Rc великі, ємності перезаряджаються малими токами, що істотно знижує швидкодію ключів на МДН - транзисторах і це є їхнім істотним недоліком.
