2015-06-26
2596
Поведение транзисторов в электронных устройствах определяется их свойствами, которые можно представить различными системами характеристик и параметров.
Расчет транзисторных схем возможен, если известны определенные параметры, наиболее полно характеризующие транзистор как элемент электрической цепи. К таким параметрам предъявляют следующие требования: удобство расчета схем на транзисторах, возможность измерения в широком диапазоне частот с заданной погрешностью, простота методики измерения.
Широко распространена методика представления транзистора в виде четырехполюсника, который описывается несколькими системами уравнений. В настоящее время в практике измерений широко распространена так называемая система h -параметров транзистора. Она реализуется в том случае, если при снятии семейства статических характеристик транзистора рассматривать входное напряжение и силу выходного тока как функции выходного напряжения и силу входного тока.
Применительно к схеме включения биполярного транзистора
с общей базой, которую чаще используют для этого семейства характеристик, можно записать:
U эб = h 11 I + h 12 U кб;
I э = h 21 I э + h 22 U кб, (6.4)
где I э — ток эмиттера
h 11 — входное сопротивление;
h 12— коэффициент обратной связи;
h 21 — статический коэффициент передачи тока;
h 22 — выходная проводимость.
Учитывая, что h -параметры имеют разную размерность, полученную систему часто называют системой смешанных параметров. Измерение смешанных параметров является основным и характеризует свойства конкретного транзистора в одной рабочей точке. Свойства транзистора во всем диапазоне изменения напряжений и токов, возможных для данного прибора, отображаются семейством статических ВАХ, дающих представление о поведении транзистора при различных сочетаниях токов и напряжений.
На основании построенного семейства характеристик можно определить основные параметры транзистора в любой рабочей точке.
Снятие ВАХ по точкам обеспечивает сравнительно малую погрешность измерений (5...10%), но является весьма трудоемким процессом. Кроме того, длительное нахождение транзистора под током приводит к его нагреву и неизбежному изменению параметров в ходе измерения. Указанные недостатки отсутствуют у характериографов, позволяющих в короткое время получить ВАХ и оценить транзистор при практически неизменной температуре р - n -перехода, что исключает погрешности, обусловленные изменением параметров транзистора.
Недостатками получения ВАХ с помощью характериографов (по сравнению со снятием ВАХ по точкам) являются сложность применяемой аппаратуры и сравнительно большая погрешность измерений (15...20%). Однако в подавляющем большинстве случаев эта погрешность допустима.
Наилучшие результаты при измерении параметров транзисторов дают специальные испытатели (Л2 по каталоговой классификации отечественных измерительных приборов), позволяющие быстро и с малой погрешностью измерить основные параметры транзистора:
В отличие от биполярного транзистора униполярный (полевой) транзистор управляется не током, а напряжением. Его особенностью является высокое входное сопротивление, которое в зависимости от тока транзистора колеблется в пределах 6... 15 Ом.
Основой полевого транзистора является пластина полупроводника р -типа, ограниченная на концах металлическими контактами. С двух противоположных сторон в эту пластину введены примеси n -типа, соединенные между собой и образующие один электрод — затвор. Два других электрода образуют металлические контакты — исток и сток.
Если накоротко соединить затвор с истоком, подключив к истоку «+» источника питания, а к стоку «-», то по цепи потечет ток I c. При увеличении напряжения U c, приложенного к стоку, увеличивается сила тока I c. При достижении напряжения определенного значения U c нас (напряжения насыщения) ток стока I сдостигает значения I c нас (максимальный ток стока, или ток насыщения) и перестает увеличиваться. Если к затвору подключить «+», а к истоку «-» источника смещения U з , то насыщение будет происходить при меньшем значении U c.
Частотные свойства полевых транзисторов определяются главным образом межэлектродными емкостями транзистора.
Измерение параметров полевых транзисторов быстро и качественно с допустимой погрешностью выполняют специальными испытателями (группа Л2), позволяющими измерять ток утечки I ут , ток стока I ст , напряжение затвора U з ,входную, выходную и проходную емкости (С св , С вых , С прох) и некоторые другие параметры с погрешностью 5... 15%.
