Вы находитесь здесь: Главная > Транзисторы > Биполярные транзисторы — параметры транзистора как четырехполюсника h-параметры

Биполярные транзисторы — параметры транзистора как четырехполюсника h-параметры

Биполярные транзисторы - параметры транзистора как четырехполюсника h-параметры

Биполярный транзистор в схемотехнических приложениях представляют как четырехполюсник и рассчитывают его характеристики для таковой схемы. Для транзистора как четырехполюсника свойственны два значения тока I1 и I2 и два значения напряжения U1 и U2 (рис. 5.23).

Рис. 5.23. Схема четырехполюсника

Зависимо от того, какие из этих характеристик выбраны в качестве входных, а какие в качестве выходных, можно выстроить три системы формальных характеристик транзистора как четырехполюсника. Это системы z-параметров, y-параметров и h-параметров. Разглядим их более тщательно, используя линейное приближение.

Система z-параметров

Зададим в качестве входных характеристик биполярного транзистора как четырехполюсника токи I1 и I2, а напряжения U1 и U2 будем определять как функции этих токов. Тогда связь напряжений и токов в линейном приближении будет иметь вид:

Коэффициенты zik в этих уравнениях определяются последующим образом:

— определяются как входное и выходное сопротивления.

— сопротивления оборотной и прямой передач.

Биполярные транзисторы - параметры транзистора как четырехполюсника h-параметрыИзмерения z-параметров осуществляются в режиме холостого хода на входе (I1 = 0) и выходе (I2 = 0). Воплотить режим разомкнутого входа I1 = 0 для биполярного транзистора довольно легко (сопротивление эмиттерного перехода составляет всего 10-ки Ом и потому размыкающее сопротивление в цепи эмиттера в несколько кОм уже позволяет считать I1 = 0). Воплотить режим разомкнутого выхода I2 = 0 для биполярного транзистора трудно (сопротивление коллекторного перехода приравнивается десяткам МОм и размыкающее сопротивление в цепи коллектора в силу этого должно быть порядка ГОм).

Система y-параметров

Зададим в качестве входных характеристик биполярного транзистора как четырехполюсника напряжения U1 и U2, а токи I1 и I2 будем определять как функции этих напряжений. Тогда связь токов и напряжений в линейном приближении будет иметь вид:

Коэффициенты в уравнениях имеют размерность проводимости и определяются последующим образом:

— входная и выходная проводимости.

— проводимости оборотной и прямой передач.

Биполярные транзисторы - параметры транзистора как четырехполюсника h-параметрыИзмерение y-параметров происходит в режиме недлинного замыкания на входе (U1 = 0) и выходе (U2 = 0). Воплотить режим недлинного замыкания на входе (U1 = 0) для биполярного транзистора довольно трудно (сопротивление эмиттерного перехода составляет всего 10-ки Ом и потому замыкающее сопротивление в цепи эмиттера должно составлять толики Ома, что довольно трудно). Воплотить режим недлинного замыкания на выходе U2 = 0 для биполярного транзистора просто (сопротивление коллекторного перехода приравнивается десяткам МОм и замыкающие сопротивления в цепи коллектора могут быть даже сотки Ом).

Система h-параметров

Система h-параметров употребляется как комбинированная система из 2-ух прошлых, при этом из суждений удобства измерения характеристик биполярного транзистора выбирается режим недлинного замыкания на выходе (U2 = 0) и режим холостого хода на входе (I1 = 0). Потому для системы h-параметров в качестве входных характеристик задаются ток I1 и напряжение U2, а в качестве выходных характеристик рассчитываются ток I2 и напряжение U1, при всем этом система, описывающая связь входных I1, U2 и выходных I2, U1 характеристик, смотрится последующим образом:

Значения коэффициентов в уравнении для h-параметров имеют последующий вид:

— входное сопротивление при маленьком замыкании на выходе-

— выходная проводимость при холостом ходе во входной цепи-

— коэффициент оборотной связи при холостом ходе во входной цепи-

— коэффициент передачи тока при маленьком замыкании на выходе.

Эквивалентная схема четырехполюсника с h-параметрами приведена на рисунке 5.24а, б. Из этой схемы просто узреть, что режим недлинного замыкания на выходе либо холостого хода на входе позволяет измерить тот либо другой h-параметр.

Рис. 5.24. Эквивалентная схема четырехполюсника:

а) биполярный транзистор в схеме с общей базой — б) биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером

Разглядим связь h-параметров биполярного транзистора в схеме с общей базой с дифференциальными параметрами. Для этого воспользуемся эквивалентной схемой биполярного транзистора на низких частотах, показанной на рисунке 5.24а, также выражениями для вольт-амперных черт транзистора в активном режиме. Получаем:

Для биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером (рис. 5.24б) выражения, описывающие связь h-параметров с дифференциальными параметрами, будут иметь последующий вид:

Биполярные транзисторы - параметры транзистора как четырехполюсника h-параметрыДля разных схем включения биполярного транзистора (схема с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором) h-параметры связаны вместе. В таблице 2 приведены эти связи, дозволяющие рассчитывать h-параметры для схемы включения с общей базой, если известны эти характеристики для схемы с общим эмиттером.

Таблица 2. Связи меж h параметрами

Дифференциальные характеристики биполярных транзисторов зависят от режимов их работы. Для схемы с общим эмиттером наибольшее воздействие испытывает коэффициент усиления эмиттерного тока h21э зависимо от тока эмиттера. На рисунке 5.25 приведена эта зависимость для транзисторов КТ215 разных типономиналов. В области малых токов (микромощный режим) коэффициент усиления миниатюризируется вследствие воздействия рекомбинационной составляющие в эмиттерном переходе, а в области огромных токов (режим высочайшего уровня инжекции) — коэффициент усиления миниатюризируется вследствие уменьшения коэффициента диффузии.

Рис. 5.25. Зависимость коэффициента h21э для разных транзисторов марки КТ215Д от эмиттерного тока Iэ [24, 29]

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: