¿Cuál es la corriente en un FET a medida que el voltaje de la puerta aumenta hacia voltajes grandes?

Sé que más allá de un voltaje de umbral VGS , aumentar el voltaje de fuente de puerta VGS en un transistor de efecto de campo (FET) aumenta la corriente de fuente de drenaje IDS cuadráticamente. He buscado en la web y en libros de texto, y no veo ninguna explicación de lo que limita el crecimiento cuadrático.

Suponiendo que tengo mucho voltaje fuente-drenaje VDS , ¿cuál es el comportamiento limitante para voltajes puerta-fuente muy grandes VGS en un FET?

Algunos pensamientos:

  • El aumento de V GS continúa abriendo el canal, y la resistencia continúa disminuyendo, provocando un crecimiento cuadrático en la corriente indefinidamente hasta que el dispositivo se queme y alcance el extintor de incendios, o el campo eléctrico extremo provoque una ruptura entre la puerta y el canal. Ver línea discontinua en la figura adjunta.
  • El aumento de V GS más allá de cierto punto da rendimientos decrecientes. La corriente máxima está limitada por algún (??) efecto físico (por ejemplo, la velocidad máxima de electrones en el semiconductor). Ver línea punteada en la figura.

¿Alguien tiene buenas referencias para esto? ¿Es el comportamiento drásticamente diferente entre MOSFET, JFET, MESFET, HEMT y otros transistores?

Explicación ondulada de la mano < Intuición física < Intuición física con matemáticas (se prefieren artículos científicos/referencias).

ingrese la descripción de la imagen aquí

isat hace...........

Respuestas (1)

Creo que lo que está buscando es comprender qué impulsa la corriente de saturación de un canal FET. Hay varios modelos para esto (por ejemplo, puertas cortas o largas, Vth alto o bajo).

En primer lugar, su concentración de electrones en el canal y la velocidad de deriva de los electrones.

Isat = q * (Ns) * (vs) * W Ns es el número de portadoras, vs es la velocidad de saturación.

Para la resistencia de contacto óhmica de segundo orden y otros factores parásitos.

Hay una visión más detallada en esta presentación del curso (muy interesante, ¡ojalá hubiera un video adjunto!): www.ee.sc.edu/personal/faculty/simin/ELCT563/19%20JFETs%20MESFETs%20HFETs.pdf