DE1948064A1

DE1948064A1 - Schaltungsvorrichtung mit einem Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter zur Verwendung als spannungsgesteuerter linearer Widerstand

Info

Publication number: DE1948064A1
Application number: DE19691948064
Authority: DE
Inventors: Storm Herbert Frederick
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1968-09-24
Filing date: 1969-09-23
Publication date: 1970-04-02
Also published as: FR2018777A1; US3577019A

Description

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Dr.-log. Wilhelm Reiche!

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Paikßtraße 13

GENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, N.Y. V.St.A.

Schaltungsvorrichtung mit einem Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter zur Verwendung als spannungsgesteuerter Widerstand

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter als spannungsgesteuerter Festkörperwiderstand und befaßt sich insbesondere mit einer Schaltungsvorrichtung' zur Linearisierung des Widerstandes eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter,

Verschiedene Eigenschaften des Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter und insbesondere des gut bekannten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors (MOS-FET) mit isoliertem Gatter lassen es wünschenswert erscheinen, daß solche Transistoren in Festkörperschaltungen als spannungsgesteuerte Widerstände verwendet werden. Der Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter enthält im wesentlichen einen Körper aus Halbleiterwerkstoff zwischen der Quellen- und Senkenelektrode, und er weist eine Gatterelektrode auf, die über dem Halbleiterkörper angeordnet ist und von diesem isoliert ist, der eine Spannung zugeführt wird, wodurch der Majoritätsträgerfluß in.einem Kanal, welcher zwischen der Quellenelektrode und der Senkenelektrode vorhanden ist, gesteuert wird. Der Kanalwiderstand kann als Widerstandsschaltungselement verwendet werden. Der Bereich des Kanalwiueratandes hängt von den Dimensionen des Kanules,yon den vorwerfeton Werkstoffen und von dem Herstellungsverfahren

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der Vorrichtung ab, und der Kanalwiderstandsbereich reicht von Megohm bis zu einigen Hunderten von Ohm oder einigen Zehn Ohm. Der Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter kann in integrierter Bauweise hergestellt sein, er ermöglicht eine einfache Verwendung, nimmt wenig Raum ein und bringt geringere Kosten pro' Einheit als ein bipolarer Transistor. Feldeffekttransistoren können ferner Widerstandswerte aufweisen, .deren Größe um zwei Größenordnungen höher ist, als bei gewöhnlichen diffundierten Widerständen. Diese und andere Eigenschaften des Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter machen ihn für zahlreiche Anwendungen als spannungsgesteuerten Festkörperwiderstand geeignet, beispielsweise in Langzeit-Zeitgebern, Schaltungen mit veränderlicher RC-Zeitkonstante , spannungsgesteuerten Dänpfungsgliedern, Vervielfac eiern mit einstellbarer Steuerung, bistabilen Kippschaltern, Speichern und vielen Schaltungen zur Verstärkung und Modulation. Ein !»achteil jedoch und eine Begrenzung für einen weiten Anwendungsbereich besteht darin, daß der Kanalwiderstand nicht linear ist, wobei der Kanalwiderstand definiert ist als Verhältnis der Spannung längs des Kanales zu dem Strom, der durch den Kanal fließt. Es gibt viele Anwendungen, einschließlich der oben erwähnten, und zwar insbesondere Wechselstromanwendungen, bei denen ein elektrisch steuerbarer Widerstand nützlich wäre, jedoch sollte sein Widerstandswert unabhängig von der Richtung und der Größe der Spannung und des Stromes sein. Kurz gesagt, der steuerbare Widerstand sollte linear sein.

Es ist dementsprechend Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur Linearisierung des Kanalwiderstandes eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter zu schaffen.

Gemäß der Erfindung enthält der neue spannungsgesteuerte Widerstand einen Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter, vorzugsweise einen-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt-

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transistor mit einer ersten und einer zweiten Elektrode, zwischen denen eine Speisespannung zugeführt wird und mit einer Gatterelektrode, der eine Gatterspannung zugeführt wird, um die Leitfähigkeit des Kanales des Halbleiterkörpers zu steuern, der sich zwischen der ersten und der zweiten Elektrode befindet. In dieser Anordnung ist eine Impedanz zwischen die erste und die zweite Elektrode geschaltet, und der Mittelpunkt der Impedanz ist mit der Gatterelektrode verbunden, damit der Gatterelektrode eine äußere Rückkopplungsspannung zugeführt werden kann, die gleich einer Hälfte der Speisespannung ist, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angelegt wird. Die äußere Rückkopplungsspannung ist in ihrem Betrag gleich und in ihrer Polarität entgegengesetzt der inneren Rückkopplungsspannung, die durch die Spannungsquelle erzeugt wird, und damit wird ihre Wirkung aufgehoben. Um die schädliche Wirkung einer nichtverbundene.n Basiselektrode, die manchmal erforderlich ist, um den Kanalwiderstand zu linearisieren, zu vermeiden, kann die Basiselektrode mit einer oder beiden der ersten und zweiten Elektroden über einen Widerstand oder Kondensator verbunden werden. Die Speisespannung kann eine Gleichspannung oder eine Viechseispannung sein.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines n-Kanalmetalloxid-Kalb-

le'iter (HOS)-Feldeffekttransistors reit der üblichen Verbindung zu einer Gleichspannungsquelle, der als nichtlineares Widerstandselement arbeitet,

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 mit einer Möglichkeit der Verbindung des MOS-Transistors zu einem linearen Widerstandselecent,

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Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer veränderlichen Impedanzschaltung, in der ein MOS-Transistor·auf andere Weise verbunden ist, so daß er als linearer Widerstand arbeitet,

Fig. 4 mehrere Kurven des Ausgangsstromes in Abhängigkeit von der Zeit für eine Schaltung gemäß Fig. 3 bei verschiedenen Werten der Gatjberspannung,

Figuren 5 und 6 zwei Verfahren zur Kompensation der Emp»

find.lichkeit des MOS-Transistors nach Fig. 2, die.sich bei freier Basiselektrode ergibt.

Um die Ursachen für die ITichtlinearität des KanalwiderStandes zu verstehen, wenn ein Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter in eine Schaltung als Widerstandselement nach bekannter Art eingeschaltet ist, ist in Fig. 1 ein n-Kanalverstärkungs-Ketalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor in üblicher Weise in einer Gleichstromschaltung angeordnet. Diese Ausführungsform eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter ist gut bekannt und wird nur kurz beschrieben. Ein Feldeffekttransistor 11 weist auf seiner einen Seite ein p-Substrat 12 aus Silicium oder einem anderen Halbleiterwerkstoff auf, und er enthält zwei voneinander getrennte Zonen 13 und 14, aus stark η-dotiertem Silicium, die die Quellenelektrode bzw. die Senkenelektrode bilden. Ghasche metallische Kontakte 15 und 16 sind über der Quellenelektrode 13 und der Senkenelektrode 14 angeordnet, und sie sind mit den entsprechenden Klemmen einer Spannungsquelle für die Quellen-Senken-Spannung verbunden, die mit V„ ₀ bezeichnet ist. Eine metallische Gatterelektrode 17 ist auf einer Schicht aus Isolierwerkstoff 18, beispielsweise aus Siliciumdioxid, aufgebracht, die wiederum auf der Oberfläche des Substrates 12 zwischen der Quellenelektrode •13 und der Senkenelektrode 14 liegt. In ähnlicher Weise ist

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ein metallischer Kontakt 19 auf der anderen Seite des Substrates 12 aufgebracht, und es ist eine Spannungsquelle für eine Gatter-Basisspannung Y„-q mit der Gatterklemme G und der Basisklemme B verbunden. Die Gatterelektrode ist direkt oder über eine Bezugsspannung mit der Quellenelektrode verbunden, wodurch die Elektrode 13 als Quellenelektrode definiert ist. Ferner lassen sich nun die Elektroden 14 und 13 oder genauer die damit verbundenen Klemmen als Anschlußklemmen 1 und 2 bezeichnen, da, wie es noch weiter unten beschrieben wird, der Feldeffekttransistor 11 als Widerstandselement in einem Wechselstromkreis verwendet werden kann, in dem eine Wechselspannung zwischen den Anschlußklemmen 1 und 2 zugeführt wird. Durch die Zuführung einer Gatter-Basisspannung geeigneter Polarität wird bei der Anordnung nach Fig. 1 ein elektrisches Feld erzeugt, welches die Elektronenladungsträger aus dem Körper des Substrats 12 an seine Oberfläche zieht, wodurch ein n-Kanal 20 zwischen den Elektroden 13 und 14 erzeugt wird. Die Oberfläche des Substrates ändert sich nun von einer zuerst vorhandenen nichtleitenden" n-p-n Dotierung zu einer n-n-tf Dotierung, und es kann somit ein Strom zwischen den Anschlußklemmen 1 und 2 fließen. Eine Erhöhung der Gatter-Basis-Spannung V_GB erzeugt mehr Elektronen in dem Kanal und dadurch vermindert sich sein Widerstand. Folglich kann durch eine Veränderung der Gatter-Basis-Spannung Vß-p der Kanalwiderstand R sowie sein reziproker Viert der Kanalwirkleitwert G_Q gesteuert werden. Es gibt nun η-Kanal- und p-Kanal-MOS-Iransistoren und jeder von diesen kann als Verstärkungstyp, bei dem bei einer Gatter-Basia-Spannung'ν«,, = 0 kein Kanal vorhanden ist, oder als Verarmungstyp, bei dem bei einer Gatter-Basis-Spannung V_&B ein Kanal vorhanden ist, ausgebildet sein. Die folgenden Betrachtungen beziehen sich auf alle diese Typen.

An Hand mathemutischer Analyse läßt sich zeigen, daß der Kanalwirkleitwert G_Q durch das Produkt aus Grundgütefaktor F und Absolutwert der effektiven Gatter-Basis-Spannung

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bestimmt ist, wobei die effektive Gatter-Basis-Spannung V^ ist, die so korrigiert ist, daß die Schwellenspannung der Vorrichtung unterdrückt wird, so daß dann G_Q = F j V^-q/,,,\ I ist. V/enn den Anschlußklemmen 1 und 2 in Fig. 1 eine Gleichspannung V₁ _o zugeführt wird, dann ist der wirkliche Kanalv/irkleitwert G^nichtlinear, und er hängt zusätzlich etwas von dem Wert der Gatter-Basis-Spannung ab. Dies ist dadurch bedingt, daß die Spannung zwischen den Anschlußklemmen 1 und 2 in dem Kanal mittlere Werte der' elektrischen Feldstärke erzeugt, die das elektrische Feld, das ursprünglich durch die Gatter-Basis-Spannung V^₃ erzeugt worden ist, abwandeln. Diese Abwandlung wird innere Rückkopplung oder Kanalrückwirkung,genannt. Diese Rückwirkung ist elektrostatisch, und sie kann positiv oder negativ sein. Ein Hauptgrund für die Nichtlinearität des Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter ist die innere Rückkopplung.

Das Ausmaß, in dem der Kanalwirkleitwert G~ durch die innere Rückkopplung aufgrund der zugeführten Speisespannung V₁ ρ ^oe~ einflußt wird, läßt sich etv/a abschätzen. Man kann annehmen, daß die innere Rückkopplungsspannung bei dem einen Kanalende JIuIl ist und an dem anderen Kanalende V₁ p, ^so daß folglich der Mittelwert längs des Kanales 1/2V_{1 o} beträgt. Eine genauere Analyse ergibt, daß dieser geschätzte V/ert stimmt. "Der V/irkleitwert des Kanales, bei p'-Kanal- und n-Kanal-Feldeffekttransistoren ist dann durch folgende nichtlineare Gleichung bestimmt:

⁷GB(E) "

In dieser Gleichung ist V₁ ρ eine mit einem Vorzeichen versehene Größe. Wenn die Speisespannung V₁ _o die Polarität hat,

I , ei

die in Fig. 1 angegeben ist, dann schwächt das Kanalpotential

das elektrische Feld, welches durch die Spannung V„ ,^^ erzeugt

ist und führt damit zu einer negativen inneren Rückkopplung.

Die Leitfähigkeit des Kanales ist damit vermindert und dadurch

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wird der Kanal derart eingeengt, wie es durch eine Einschnürung auf Geiner rechten Seite schematisch dargestellt ist. Wenn die Polarität von V_{1 0} umgekehrt wäre, beispielsweise während jeweils einer Hal"bv/elle, wenn V„ _o eine Wechselspannung wäre, dann wäre die innere Rückkopplung positiv, da sie das elektrische Feld, welches durch die Spannung V„,, ,-_T% hervorgerufen ist, verstärkt, wodurch die Leithähigkeit des Kanals erhöht würde. In diesem Pail würde der *Kunal nach links hin enger.

lis läßt sich uuch durch die relativen Vorzeichen der Speisespannung V. _o und der wirksamen Gatterspannung Vq₃(^) gemäß der obigen Gleichung für den Kanalwirkleitwert G_Q bestimmen, ob die innere Rückkopplung positiv oder negativ ist. Wenn die Vorzeichen von V- ρ ^un<* ^GB(Ei ^^e Sl^ei^ch.^en sind, dann ruft die Speisespannung eine negative Rückkopplung hervor.' '•Venn die Speisespannung die wirksame Gatter-Basis-Spannung übersteigt, dann ergibt sich, daß der MOS-Transistor in Sättigung oder den: Pinch-Off-Bereich arbeitet, und man kann eine Linearisierung des Kanalwiderstandes in der Weise, wie es noch weiter unten erklärt wird, nicht erreichen. Wenn die Vorzeichen der Spannung V« ~ ^unt* äer Spannung V*-c(~?) entgegengesetzt sind, dann wird die innere Rückkopplung positiv. Wenn es auch nicht gefährlich ist im Pinch-Off-Bereich zu arbeiten, wenn die innere Rückkopplung positiv ist, so kann doch die Gültigkeit der obigen Gleichung aus einem anderen Grund hinfällig sein. Dieser andere Grund ist durch einen ICecenschlußstrom zu dem Kanal 20 gegeben, der durch den in positiver Richtung vorgespannten p-n-Diodenübergang zwischen den Klemmen 1 und 3 in ?ig. 1 fließt. Wenn die Diodemibergangsvorspannung den Werx am Knie der Kennlinie des in positiver Richtung vorgespannten Diodenüberganges überschreitet, dann wird der Kebenschlußstrom groß genug, daß die obige Gleichung ungültig wird.

ils gibt insgesamt zwei Gründe, für die Nicht linearität des Kanalwiderstcndes eines Feldeffekttransistors mit isoliertem

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Gatter. Diese sind (1) die innere,' elektrostatische Rückkopplun,-;sspannung, deren Größe die Hälfte der Speisespannung oder dor Klemmenspannung beträgt, die den Anschlußklemmen 1 und 2 des Feldeffekttransistors zugeführt wird und (2) der Kebenachlußstrom, der zwischen einer Anschlußklemme und der Busisklerame fließt oder umgekehrt, was davon abhängt, ob der Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter ein η-Kanal- oder ein p-Kanal-Transistor ist.

Bei der vorliegenden Anordnung wird die innere elektrostatische Rückkopplung dadurch zu Null gemacht, daß eine äußere Rückkopplungsspannung vorgesehen ist, deren Wirkung gleich und entgegengesetzt zu der inneren Rückkopplungsspannung ist. Dies kann mit Hilfe eines einfachen Schaltungszusatzes erreicht werden, der an dem Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter angebracht ist. Wenn der Nebenschlußstrom zwischen einer der Anschlußklemmen 1 und 2 und der Basisklemme B zu groß wird, kann diese Ursache für eine Nichtlinearität dadurch ausgeschaltet werden, daß die Basisklemme B einfach abgeklemmt wird, so daß das Potential des Substrates nicht festliegt. Das im Potential nicht festliegende Substrat hat keinen Einfluß auf die Linearität des Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter, der so abgewandelt ist, daß er einen linearen Xanalwiderstana aufweist, es wird jedoch auf diese V/eise der Grundgütefaktor F vermindert und die Schwellenspannung verändert. Wenn diese Wirkung oder andere ungewollte Wirkungen, die durch das im Potential nicht festliegende Substrat störend werden, dann können diese Wirkung oder .andere ungewollte Wirkungen durch relativ einfache Schaltungszusätze kompensiert werden. ·

In Fig. 2 ist eine Schaltung dargestellt, durch die eine äußere"Rückkopplungsspannung zur linearisierung des Kanalwiderstandes zugeführt wird, dadurch daß ein mit Mittelanzapfung versehener Widerstand 33 (oaer ein ohmscher Spannungsteiler mit zv/ei gleichen ,Widerständen) zwischen die Anschluß- » ■ ·

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klemmen 1 und 2 geschaltet ist, wobei die Mittelanzapfung mit der Gatterelektrode G über eine Gatterspannungsquelle V„ verbunden ist. Die Vorrichtung nach Fig. 2 ist ähnlich der Schaltung, die in Pig. 1 beschrieben worden ist, jedoch wird bei dieser Anordnung der Gatterelektrode G eine zusätzliche Spannung .1/2V_{1 o} zugeführt, damit die innere Rückkopplungsspannung, die die Hauptursache für .die Nichtlinearitat ist, genau kompensiert wird. In dieser Anordnung ist es nicht not-

■ wendig, die Basiselektrode B abzuklemmen, solange V_{1 o} die

ι , c.

dargestellte Polarität hat. In Pig. 2 haben die Speisespannung V₁ ρ ^und ^^e effektive Gatter-Basis-Spannung Vg/n/gN äas gleiche Vorzeichen, und die innere Rückkopplungsspannung (die eine negative Rückkopplung darstellt), ist gemäß der obigen Gleichung -1/2V₁ p· Polglich wird durch den mit Mittelanzapfung versehenen Widerstand 55» dessen Mittelanzapfung mit der Gatterelektrode G über die Gattersteuerspannung V„ verbunden ist, die gewünschte Kompensationswirkung durch die Spannung +1/2V_{1 o} erzeugt. Die positive äußere Rückkopplung' bringt eine einheitliche Vergrößerung der Kanalbreite. Die Gesamtwirkung ist also so wie es schon beschrieben ist, wobei die Kanalbreite immer noch von rechts nach links abnimmt, wobei jedoch die Kanalbreite an jeder Stelle größer ist als ■ in Pig. 1. Polglich ist der Kanalwirkleitwert | nun der gleiche, als ob dip Kanalbreite einheitlich wäre und als ob keine negative Rückkopplung vorlage. Durch diese Anordnung wird die innere negative Rückkopplungswirkung neutralisiert, und die Leitfähigkeit des Kanales wird von der Speisespannung V₁ ρ unabhängig, und sie ist linear. Der Gesamtkanalwirkleitwert G ist nun eine lineare Funktion der effektiven Gatterspannung ^vGB(e)* ^{Wenn die} Polarität von V_{1 2} umgekehrt wäre, dann würde der oben erwähnte Hebenschlußstrom von der Klemme B zu der Anschlußklemme 1 fließen, da das p-dotierte Substrat und die η-dotierte Elektrode einen in positiver Richtung vorgespannten Diodenübergang bilden. Um diesen Nebenschlußstrom zu verhindern, kann die Verbindung zwischen der Anschlußklemme 2 und der Klemme B entfernt werden, ohne daß die grundsätzliche Rückkopplungsneutralisierung der Schaltung verändert wird.

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- ίο -

Die Schaltung ist nun gegenüber den Anschlußklemmen 1 und 2 vollständig symmetrisch. Es ist deshalb ohne Einfluß, welche Polarität die Soeisespannung V_{1 o} hat, und folglich arbeitet diese Schaltungsanordnung auch ebenso gut mit Viechseistrom.

In Pig. 3 ist die Anwendung eines linearisierten Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter als veränderliche Impedanz in einem Wechselstromkreis dargestellt. Damit die veränderliche Impedanz auf einem anderen Spannungspegel betrieben werden kann, ist ein Umformer in die Schaltung eingefügt, dessen Sekundärwicklung mit der veränderlichen Impedanz verbunden b ist. Auf diese Weise werden die beiden Schaltkreise nicht nur voneinander getrennt, sondern der Umformer kann auch als-Im-. pedanzanpaßvorrichtung verwendet werden. Die Trennung der Schaltkreise ist auch deshalb wichtig, damit Spannungsstöße der Speisequelle nicht auf den MOS-Transistorschaltkreis einwirken, welcher für solche Spannungsstöße empfindlich ist. Die Steuerschaltung des MOS-Transistors ist auch unabhängig von den Spannungswerten des Hauptstromkreises. An Wechsel-• stromanschlußklenmen 23 und 24 ist eine Reihenschaltung angeschlossen, die eine Impedanz 25 (beispielsweise einen Kondensator) und die Primärwicklung 26p eines linearen Umformers 26 enthält. An die Sekundärwicklung 26s sind die Anj schlußklemmen 1 und 2 eines MOS-Feldeffekttransistors 27 W ' angeschlossen. Der MOS-Feldeffekttransistor 27 kann entweder ein η-Kanal- oder eine p-Kanal-Transistor sein, und er kann entweder ein Verstärkungstyp-Transistor oder ein Verarmungstyp-Transistor sein. Der Feldeffekttransistor 27 kann auch eine andere Art eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gatter sein, der als Dünnschichttransistor bekannt ! ist. Der Dünnschichttransistor enthält gewöhnlich eine aufgedampfte dünne Schicht aus Halbleiterwerkstoff, beispielsweise Cadmiumsulfid, und er weist ein Steuergatter auf, welches von dem Halbleiterwerkstoff isoliert ist; dieser Transistor ist in weiteren Einzelheiten beispielsweise in Proceedings of the IRE, Juni 1962, Seiten 1462 bis 1469 beschrieben.

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Damit man eine Wirkungsweise als linearer Widerstand erreicht, wird die Basiselektrode des Feldeffekttransistors 27, so wie es oben erklärt ist, nicht angeschlossen. Ferner wird eine kompensierende äußere Rückkopplungsspannung dem Feldeffekttransistor zugeführt, dadurch daß die Gatterelektrode G über eine veränderbare Quelle für die Gatterspannung V„ mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung 26f verbunden ist.

Der KOS-Feldeffekttransistor 27 sei ein Verstärkungstyp-Transistor. Wenn die Gatterspannung V„ Null ist, dann leitet der Feldeffekttransistor 27 nicht und die Primärwicklung 26p stellt eine hohe Impedanz in dem Wechselstromschaltkreis, der gesteuert werden soll, dar. Wenn die Gatterspannung erhöht wird, dann nimmt der Kanalwirkleitwert zwischen den Anschlußklemmen 1 und 2 allmählich ab und folglich stellt die Primärwicklung 26p des Umformers 26 eine verminderte Impedanz dar. Folglich fließt ein größerer Strom durch die Impedanz 25. Da die Gatterelektrode G mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung 26s verbunden ist, wird der Gatterelektrode eine Spannung zugeführt, die halb so groß iet, wie die Spannung, die den Anschlußklemmen 1 und 2 zugeführt wird, und dadurch wird die innere elektrostatische Rückkopplung in jeder Halbwelle kompensiert. Auf diese V/eise wird zusammen mit aer nicht angeschlossenen Basisklemme 3 der Xanalwiderstand des Feldeffekttransistors 27 linearisiert. Folglich ist die Impedanz, die den Strom steuert, der der Impedanz 25 zugeführt wird, auch linear, und es treten in dem Hauptstronkreis keine Kurvenverzerrungen auf, wie man in Fig. 4 sieht, in der der Ausgangsstrom für verschiedene Gatterspannungen in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen ist.

Wie schon weiter oben ausgeführt wurde besteht ein Nachteil dieser Schaltung aarin, daß der MOo-Feldeffekttransistor 27 für elektrische Jlörungeη in der Umgebung empfindlich ist, die auf das im Potential nicht festgelegte Substrat über die nicht angeschlossene Basisklemae B einwirken können und dadurch unerwünschte Wirkungen in einem Teil des Steuerbereiches .verursachen. Diese Empfindlichkeit kann dadurch verhindert

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oder vermieden werden, daß man den Feldeffekttransistor 27 mit einem elektrostatischen Schild umgibt. Ein anderes Verfahren zur Verhinderung schädlicher Wirkungen durch das im Potential nicht festgelegte Substrat ist in Pig. 5 dargestellt, wobei.zwei kleine Kondensatoren 29 und 30 zwischen die Basisklemme B und die Anschlußklemmen 1 und 2 geschaltet sind. Es reicht sogar auch einer der beiden Transistoren 29 und 30 aus. Die unerwünschten Störungen, die durch das im Potential nicht festgelegte Substrat auftreten, können auch dadurch vermieden werden, daß zwei V/iderstände 31 und 32 zwischen die Klemmen 1, B und 2 , so wie es in Pig. 6 dargestellt ist, geschaltet werden. Wiederum reicht einer der beiden Widerstände 31 und 32 aus, den genannten Zweck zu erfüllen. '

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Claims

Patentansprüche

ή J Schaltungsvorrichtung rait einem Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter zur Verwendung als spannungsgesteuerter Widerstand mit einer ersten und einer zweiten Elektrode und einem Körper aus HaIbleiterwerkstoff, durch den ein Kanal zum Ladungsträgerfluß gebildet ist, und mit einer mindestens von einem Teil der Oberfläche des Kanals isolierten Gatterelektrode, der eine Gatterspannung zur Steuerung der Leitfähigkeit des Kanals zugeführt wird, dem eine Speisespannung über die erste und die zweite Elektrode und eine Gatterspannung über die Gatterelektrode und mindestens eine der anderen Elektroden zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Impedanz (33, 26) zwischen die "erste (1) und die zweite (2) Elektrode geschaltet ist, deren Mitte mit der Gatterelektrode (G) verbunden ist, damit der Gatterelektrode eine äußere Rückkopplungsspannung zugeführt werden kann, deren Größe gleich einer Hälfte der über die erste (1) und die zweite (2) Elektrode zugeführten Speisespannung (V₁ ρ) Ψ¹^ deren Polarität entgegengesetzt zu der inneren Rückkopplungsspannung ist, wodurch die Wirkung der inneren Rückkopplungsspannung aufgehoben und der Kanalwiderstand des Feldeffekttransistors linearisiert wird.
2. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffektifcransistor ist.
3. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Feldeffekttransistor mit isoliertem Gatter eine Basiselektrode· (B) an dem Halbleiterkörper aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 6in Widerstand (31,32) oder ein Kondensator (29,

30) zwischen die Basiselektrode und eine oder beide der ersten und zweiten Elektroden geschaltet ist.

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• -H-
4. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz eine mit Mittelanzapfung versehene Sekundärwicklung (26s) eines Umformers (26) mit zwei Wicklungen ist und daß der Umformer eine Primärwicklung (26p) aufweist, die mit einer Last (25) in Reihe geschaltet ist, wobei die Reihenschaltung an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, so daß die Impedanz der Reihenschaltung gesteuert werden kann,

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