• ベストアンサー

トランジスタの定数Kについて

MOSトランジスタのドレーン電流をあらわす式   Id=K(Vgs-Vt)^2 の定数Kについて教えてください。 自分で調べたところ、Kはトランスコンダクタンス係数でありトランジスタの大きさによって決まる定数であるということはわかりました。 それ以外のことで何でもいいので知っていたら教えてください。 よろしくお願いします。

noname#90415
noname#90415

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • inara1
  • ベストアンサー率78% (652/834)
回答No.1

質問文の Id はドレイン電流でなく、飽和ドレイン電流だと思います。 参考URLの式(2.40)の VDsat が Vgs - Vt に相当するので、K = ( μeff*W*εox )/( 2*L*Tox ) になります。 μeff は実効移動度、W はチャネル幅、εox は酸化物の誘電率、L はチャネル長、Tox は酸化膜の厚さです。K がなぜそうなるかは、「2.2.2 基本特性」から読んでいけば理解できるはずです。Vt はその前を読まないと求められませんが、難しいモデルではないので理解できると思います。

参考URL:
http://www.kochi-tech.ac.jp/library/ron/2004/2004ele/1050219.pdf
noname#90415
質問者

お礼

わかりやすい回答ありがとうございます。 よく理解できました。

関連するQ&A

  • MOSトランジスタについて分からない事があります。

    今、MOSトランジスタを勉強しています。 MOSトランジスタの飽和領域と非飽和領域についてはなんとか理解できたのですが、遮断領域というものがさっぱり分かりません。自分としては、「ゲート・ソース間電圧Vgsがしきい電圧Vt以下である時において、ドレイン電流Idが、Id=0となる。」だと思うのですが・・・大学の電気科の教授から、「ちょっと違う。まだ足りない部分がある」と言われました。 図書館などで調べてもあまり詳しくは分かりませんでした。なので、お分かりになる方がいらっしゃれば、回答よろしくお願いしますm(_ _)m

  • 電子回路の問題を解いていたのですが、頑張ってもわか

    電子回路の問題を解いていたのですが、頑張ってもわからなかったので質問させて頂きます。 問題は 「K=6.86×10^-4A/V^2,Vt=0.65Vとするとgmはいくらか? ただしMOSトランジスタのドレーン電流はiD=K(VGS-Vt)^2,またgmはVGSQ点での接線の傾きでありgm=diD/dVGSで与えられる。」 なのですが、複雑すぎてなにやってるかさっぱりわかりません。 解説お願いします。

  • 接合型電界効果トランジスタの増幅率

    先日、接合型電界効果トランジスタを用いで実験を行いました。 第1象限に接合型電界効果トランジスタの静特性のId-Vds特性を書きました。 (各Vgsについて書きました。) 第2象限にはId-Vgs特性を書きました。 この第2象限のグラフから、Vgs=-0.8Vのときの傾きを求めて 相互コンダクタンスを求めました。(-0.8が動作点) 同様に第1象限から出力抵抗を求め、相互コンダクタンスと掛け合わせると 約10倍となりました。 しかし、オシロスコープで入出力信号の波形を観測して、 振幅比をみると約5倍にしかなりません。 なぜなのでしょうか? 負荷抵抗があっていなく、頭打ちになっているのでしょうか?

  • カスコードカレントミラー回路

    最初にカスコード回路において、あるトランジスタをダイオード接続する理由から復習したいのですが、これはダイオード接続によってそのトランジスタのゲートーソース電圧Vgs=ドレーンーソース電圧Vdsとする事で、トランジスタが飽和状態にあるための条件Vds≧VgsーVt(しきい値電圧)がVt≧0となり、これによってそのトランジスタはエンハンスメント型でありさえすれば、飽和状態で動作させる事ができる(逆にp型をダイオード接続する理由は飽和条件をVt≦0とする)からだと考えていますが、この点は正しいのでしょうか? ここで疑問に思ったのですが、なぜそもそも飽和状態にする必要があるのでしょうか?飽和状態にすると、そのトランジスタを流れるドレーン電流はIds≒[{(μn)*(Cox)}/2]*{(VgsーVt)^2}*{1+(Vds/Va)}の式で算出でき、これよりドレーン電流はVgsによってほぼ決める事ができるからでしょうか? 逆にリニア領域だとIdsはドレーンーソース電圧にも大きく依存していると思います。 そしてここで写真の回路に話を移しますが、A点とM7,M8のゲートはなぜ接続されているのでしょうか? 左側p型M7とM5のソースードレーン電圧の和は、Vsd7+Vsd5=M7のソースーゲート電圧Vsg7になると思うのですが、これが何か関係しているのでしょうか?

  • MOSトランジスタ 電流の式の単位

    MOSトランジスタの飽和電流の式は I=(WμCox(Vg-Vth)^2)/2L と表されますが、右辺の単位をAにするにはどのように単位変換を行えば良いのでしょうか。 W,L:m μ:m^2/Vs Cox:F/m^2 Vgs,Vth:V と考えているのですが、VF/sとなってしまいます。 どうかご助力よろしくお願いいたします。

  • MOS-FETの利得の式にあるrDS

    電界効果トランジスタMOS-FET(nチャンネル)の電圧利得Avを求める式にAv=gm*rDS*RL/(rDS+RL)というのがあるようなのですが、gmは相互コンダクタンス、RLは負荷抵抗ですが、この式にあるrDSとはなんでしょうか?rDS=(∂VDS/∂ID)*VGSとあるのですが、下の写真のような静特性のグラフから次のように求めればいいのでしょうか? ・負荷線とVGS=1Vの交点(動作点)でのrDS   この点に接線を引き、接線の傾きを求める。(この点での傾きを求める。)   rDS=接線の傾き*VGS(1V) 回答よろしくお願いします。

  • トランジスタに流れる電流の式

    トランジスタのVBEとIBの関係式に、 IB=(IS/hFE)*(exp(q*VBE/k*T)-1) という式がありますが、 ダイオードでは ID=IS*(exp(q*VD/k*T)-1) となっています。 トランジスタのベース-エミッタ間の接合はp-n接合ダイオードのはずなのに、なぜトランジスタの式では流れる電流が1/hFEになっているのでしょうか。

  • MOSFETのIds-Vgs特性について

    MOSFETのドレイン電流-ゲート電圧特性の測定を行ったところ、Vgsが十分大きな領域でIds-Vgs曲線が上に凸となり、相互コンダクタンス(∂Ids/∂Vgs)が極大点を示しました。 これまで私はIds-Vgs特性は二次曲線としか理解しておらず、また、自身で調べた程度では十分な説明を得られなかったため、このことに対する考察ができませんでした。 このことについて、その原理等、定性的な解説をお願いします。

  • FETの特性について

    nチャネルMOSFETについて質問させていただきます。ドレイン電流Idとゲート電圧Vgの伝達特性のグラフは、ドレイン電圧Vdが一定の場合、しきい値Vt以降比例しますが、その理由として、(1)ゲート電圧Vgがしきい値Vt以下の場合は、ピンチオフになりドレイン電流Idはほとんど流れない。(2)VgをVt以上にすると、ゲート下の反転層の厚みが増加し、チャネルコンダクタンスgが増加するのでIdがそれに伴い増加する。…と考えたのですがこれで正しいでしょうか?また、(1)ではIdが流れないですが、(2)では流れるのは、(1)では反転層が形成されず空乏層だけであるため、(2)では反転層が形成されるため、といった考え方でよろしいでしょうか・・?誤った部分、不足な部分等ございましたらどうかご指摘願います。

  • トランジスタにどさっと電流が流れてしまうのですが

    趣味で電気的な実験をしていて、よく分からない現象がおきます。 幅7センチほどのU型のトランスコアに銅線を500回ほど巻いた電磁石を直列に4個ほどつないで、 トランジスタのコレクタ(またはFETのドレイン)につなぎます。トランジスタのベースに40Hz、デュ ーティ比0.2ほどの矩形波のパルス電流を入力したとき、コレクタ側の直流電流計のメータは 100ミリアンペアを示します。この状態で安定して電流が流れ続けるのですが、ベース側の可変抵抗 値を少し小さくして、コレクタに流れる電流を例えば120ミリアンペアに増やしたとします。すると、電 流値がすこしずつ大きくなっていき、しまいにはどさっと流れてトランジスタが壊れてしまいます。 理想としては120ミリアンペアに増やしたとしても、その状態で安定して電流が流れ続けてくれれば いいのですが、実際には少しずつ電流値が増えていきます。どさっと流れるまで大体10秒くらいで しょうか。 トランジスタのコレクタにはファーストリカバリダイオードをつないで、電源側に逆起電力を逃がす ようにしています。完全に逃がしきれているかはわかりませんが。 トランジスタのベースには50キロオーム可変抵抗と33オーム抵抗を直列につないで、可変抵抗で ベースの電流を調整。 パルスの信号源はTTL汎用ロジックICで5Vが出力されてます。 電源は12ボルトバッテリーを4つ直列につないで48ボルトです。 使用したトランジスタ、FETは トランジスタ 2SC4793 230V1A http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02511/ MOS-FET FQPF3N90(900V2A) http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01195/ ↑どちらも定格は十分に満たしているように思うのですが。 理想としては定格の7割ぐらいの電流を流したいのですが、0.1アンペア以上流せなくて困って ます。どのように対処したらよいのでしょうか?参考に画像を添付します。