Для оценки параметров транзисторов принято пользоваться схемами замещения. Каждому элементу эквивалентной схемы можно придать определенный физический смысл.
В схеме замещения применены следующие параметры:
1. Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода, включенного в примом направлении (от единиц до десятков Ом)
r э = dU э / dI э при U кб = const.
Это объемное сопротивление низкоомное, в схеме замещения часто не учитывается.
а) б)
Рис. 30
Схема замещения транзистора а) физические параметры;
б) схема замещения при включении с общим эмиттером.
2. Объемное сопротивление базы r б > r э (от 100 до 400 Ом).
3. Дифференциальное сопротивление коллекторного перехода (включенного в обратном направлении):
r к(э) = { 1 / (1 + b)} { dU кб / dI к }, при I б = const.
Определяется изменением тока коллектора при изменении напряжения на коллекторном переходе. Учитывает эффект модуляции базы,
r к(э) = {1 / (1 + b)} × (0,5 - 1,0 Мом)
4. Емкость коллекторного перехода С кэ(э) равна сумме зарядной и диффузионной емкостей. Величина зависит от типа транзистора, составляет десятки пикофарад. Влияет на работу, особенно в области высоких частот. Емкость эмиттерного перехода не учитывается, поскольку она шунтирована малым сопротивлением r э.
|
|
5. Граничная частота f b = f a / (1 +b). f a - граничная частота в схеме ОБ, при которой a снижается в раз.
Частотные свойства схемы ОЭ хуже, чем схемы ОБ.
Достоинством физических параметров транзистора является то, что они не зависят от схемы включения. Недостаток - некоторые из них невозможно измерить. Поэтому на практике часто пользуются вторичными параметрами, характеризующими транзистор как активный четырехполюсник. Наибольшее распространение получила система h -параметров, которая предполагает малые приращения сигналов. В этом случае процессы можно описать системой уравнений
D U 1 = h 11 D i 1 + h 12 D U 2
D i 2 = h 21 D i 1 + h 22 D U 2
Из этой системы уравнений получаем:
1. h 11 = D U 1/D i 1 при D U 2=0, входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе.
2. h 12 = D U 1/ D U 2 при D i 1 = 0, коэффициент обратной связи, показывающий, какая часть напряжения передается с выхода транзистора на вход при неизменном входном токе.
|
4. h 22 = D i 2/D U 2 при D i 1 = 0, выходная проводимость транзистора при постоянном
входном токе.
h - параметры связаны с физическими параметрами и позволяют их определить. Для схемы ОЭ получим::
r э = h 12 / h 22; r б = h 11 - h 12 (1 + h 21) / h 22; r к = (1 + h 21) / h 22; b = h 21
|
|
Для разных схем включения h -параметры различны. Поэтому иногда их снабжают индексами: h б - для схемы с ОБ, h э - для схемы с ОЭ.
В ряде случаев требуется иметь более высокие значения для коэффициента передачи тока транзистора и его входного сопротивления. В этом случае может быть полезна схема составного транзистора. При этом коэффициент передачи тока базы будет равен:
b = b1+ b2 + b1b2. Если учесть, что b1 >> 1, и
b2>> 1, то получим b» b1b2
Для получения максимального коэффициента b транзистор Т2 выбирают более мощным, с тем, чтобы его номинальный входной ток был равен выходному току транзистора Т1.
|
r э = r э2 + (r э1 + r б2) / (1 + b2) = (2 r э1 + r б2) / (1 +b2);
r б» r б1; r к = r к2// [ r к1 / (1 + b2)].
Коллекторные сопротивления составного транзистора меньше, чем сопротивление одного транзистора. Обратный ток коллектора становится несколько выше:
I ко = I ко2 + (1 +b2) I ко1. (3.11)
Составные транзисторы используются в схемах, где требуются повышенные значения входного сопротивления, коэффициентов усиления и пониженные значения выходного сопротивления.