Drainströmmen

Drainströmmen, betecknad I_D, är den elektriska ström som flyter från drain till source i en transistor. Begreppet används särskilt för fälteffekttransistorer som MOSFET och JFET. Strömmen styrs huvudsakligen av gate-source-spänningen (V_gs) och, i viss mån, av drain-source-spänningen (V_ds).

I MOSFET används kanalens ledningsförmåga och därmed I_D för att kontrollera strömmen via V_gs. När V_ds är tillräckligt stor kan transistorn gå in i mättnadsläget; annars är den i triode- eller linjärt läge. För förenklade långkanalsmodeller gäller att I_D är en funktion av V_gs, V_th (tröskelspänningen) och geometrin W/L. I triode/linjärt läge används ofta I_D ≈ μ C_ox (W/L) [ (V_gs − V_th) V_ds − V_ds^2/2 ]; i mättnad är I_D ≈ (1/2) μ C_ox (W/L) (V_gs − V_th)^2, med modifieringar för kanalmodulation som ger I_D ≈ I_Dsat (1 + λ V_ds).

Viktiga parametrar är mobiliteten μ, oxide capacitance per unit area C_ox, kanalens dimensioner W/L och tröskelspänningen V_th. Den partiella derivatan ∂I_D/∂V_gs är transkonduktansen g_m och ∂I_D/∂V_ds är g_ds, vilka är centrala i små-signalanalyser av förstärkare och switchar.

Även JFET kan beskrivas med drainströmmen, där strömmen regleras av gate-spänningen som reverse-bias. Drainströmmen är en grundläggande storhet inom elektronik och används som mått på driftsförhållanden i förstärkare, digital logik och strömstyrning.