2015-09-06
4390
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
Коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.
Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх
Схема включения с общей базой
Усилитель с общей базой.
Среди всех трех конфигураций обладает наименьшим входным и наибольшим выходным сопротивлением. Имеет коэффициент усиления по току, близкий к единице, и большой коэффициент усиления по напряжению. Фаза сигнала не инвертируется.
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α [α<1]
Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.
Достоинства:
Хорошие температурные и частотные свойства.
Высокое допустимое напряжение
Недостатки схемы с общей базой:
Малое усиление по току, так как α < 1
Малое входное сопротивление
Два разных источника напряжения для питания.
Схема включения с общим эмиттером
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iб=Iк/(Iэ-Iк) = α/(1-α) = β [β>>1]
Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iб
Достоинства:
Большой коэффициент усиления по току
Большой коэффициент усиления по напряжению
Наибольшее усиление мощности
Можно обойтись одним источником питания
Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.
Недостатки:
Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой
Схема с общим коллектором
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iэ/Iб=Iэ/(Iэ-Iк) = 1/(1-α) = β [β>>1]
Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=(Uбэ+Uкэ)/Iб
Достоинства:
Большое входное сопротивление
Малое выходное сопротивление
Недостатки:
Коэффициент усиления по напряжению меньше 1.
15. Малосигнальные Т -образные эквивалентные схемы биполярного транзистора в физических параметрах.
На рис. 4.13, 4.14 представлены два наиболее простых способа построения физических эквивалентных схем биполярного транзистора. В схеме на рис. 4.13 усилительные свойства транзистора моделируются включением в коллекторную цепь идеализированного источника тока, а в схеме на рис. 4.14 — источника напряжения.
При изображении физических эквивалентных схем положительные направления переменных токов и напряжений стараются принимать совпадающими с реальными постоянными токами и напряжениями на соответствующих электродах транзистора (полного совпадения обычно не получается).
В случае рассмотрения какой-либо конкретной схемы включения биполярного транзистора один из его электродов является общим для входа и выхода схемы, а выбор варианта (с источником тока или с источником напряжения) эквивалентной схемы производится с учетом удобства вычислений и анализа модели.
16. Малосигнальные эквивалентные схемы биполярного транзистора в h -параметрах.
Такой линейный активный четырехполюсник можно описать различными способами и представить схемами замещения.
Для биполярного транзистора удобными системами являются системы h - и у - параметров. Уравнения линейного четырехполюсника в системе h - параметров имеют вид:
а в системе у-параметров: 
где индекс 1 соответствует входной переменной, индекс 2 - выходной, а значок означает малые изменения соответствующих переменных, при которых транзистор можно считать линейным элементом.
Таким образом, активный линейный четырехполюсник может быть представлен в виде схемы замещения, показанной на рис
Величины h -параметров четырехполюсника могут быть определены различными способами с помощью так называемых опытов холостого хода и короткого замыкания для переменных составляющих токов и напряжений. Так, опыт короткого замыкания на выходе (u2 = 0) позволяет определить значения параметров h11 и h21, а опыт короткого замыкания на входе (i1 = 0) дает возможность определить значения параметров h12 и h22. Для определения h - параметров могут быть также использованы физические схемы замещения транзисторов с известными параметрами, семейства их статических ВАХ в окрестности рабочей точки, а также эксперимент.
17.Связь h -параметров с физическими параметрами транзистора.
При любой схеме включения транзистор может быть представлен в виде активного четырехполюсника на входе которого действует напряжение u1 и протекает ток i1, а на выходе напряжение u2 и ток i2. Для транзисторов чаще всего используются h-параметры.
Система уравнений, показывающая связь напряжений и токов с h-параметрами, имеет вид: u 1 = h 11 i 1 + h 12 u 2, i 2 = h 21 i 1 + h 22 u 2. }
Физический смысл соответствующих коэффициентов следующий:
h11 - входное сопротивление при коротком замыкании на выходе;
h12 - коэффициент ОС по напряжению при холостом ходе на входе;
h21 - коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе;
h22 - выходная проводимость при холостом ходе на входе.
Как и при анализе физических эквивалентных схем, схемы замещения с активным четырехполюсником справедливы только для малых приращений токов и напряжений. Роль малых приращений могут играть малые гармонические токи и напряжения. Для переменных токов и напряжений все входные и выходные величины, а следовательно, и h-параметры величины комплексные, зависящие от частоты. Представление транзистора в виде активного четырехполюсника справедливо для любой схемы включения. Для схемы с ОБ h-параметрам приписывают индекс Б: h11Б, h12Б, h21Б и h22Б. Для схемы с ОЭ h-параметры обозначаются через h11Э, h12Э, h21Э и h22Э.
Значения одноименных h-параметров для различных схем включения различаются. Из сравнения физических эквивалентных схем и эквивалентных схем транзистора в h-параметрах можно найти соотношения для расчета h-параметров через параметры физических эквивалентных схем:
h 11Б = r вхБ = r Э + r Б (1−α); h 11Э = r вхЭ = r Б + r Э (1+β);
h 12Б ≈ r Б r К; h 12Э ≈ r Э (1+β) r К;
h 21Б ≈α; h 21Э ≈β; h 22Б ≈ 1 r К; h 22Э ≈ 1 r К ∗ ≈ (1+β)rК.
