Схемы замещения транзистора

Для малого сигнала в активном режиме транзистор рассматривается как линейный четырехполюсник. На рис.8 приведена формальная схема замещения транзистора в системе h- параметров. Эта схема отображает систему уравнений (7) и не содержит ничего сверх этого. На высоких частотах начинает сказываться инерционность транзистора и H -параметры становятся частотно зависимыми.

Инерционность транзистора при быстрых изменениях входных токов обусловлена конечным временем пролета инжектированных носителей и заряжением емкостей p-n -переходов.

Т-образную эквивалентную схему транзистора для схемы с ОБ можно получить из модели Эберса-Молла, исключив генератор тока a _II₂ и заменив диоды их дифференциальными сопротивлениями и емкостями, учитывая дополнительно сопротивление базы.

 Эта схема приведена на рис.9, где r_Э, r_К – дифференциальные сопротивления эмиттерного и коллекторного переходов, С_Э = С_Эбар+С_Эдф, С_К = С_Кбар, r¢_Б – распределенное омическое сопротивление базы, генератор тока управляется током I_Эr протекающим по r_Э со статический коэффициент передачи a₀. Таким образом, часть тока эмиттера расходуется на заряжение емкости С_Э, задержка сигнала определяется постоянной времени r_ЭС_Э=t_a.

Частотная зависимость a(j w) определяется выражением

,                               (19)

где w_a=1/t_a – граничная частота коэффициента передачи a. На этой частоте .

В справочниках обычно не приводят величины r_Э, r_К, r¢_Б, поэтому их рассчитывают по известным h -параметрам транзистора, включенного по схеме с ОБ:

; ; .

Для маломощных транзисторов эти параметры имеют следующие значения: r _Э = 20¼40 Ом,   r_Б= 200¼300 Ом, r_К= 100¼1000 кОм,

4. Транзистор в режиме усиления

При использовании транзистора в качестве усилителя в его выходную цепь включается нагрузка, сопротивление которой будем для простоты считать чисто активным. На рис.10 усилитель на транзисторе изображен в обобщенном виде как четырехполюсник: в выходную цепь включено сопротивление нагрузки R_н; во входной цепи действует источник сигнала, создающий переменное напряжение, , которое должно быть усилено.

Три возможные схемы включения транзистора в качестве усилителя представлены на рис.11. В схемах с ОБ и с ОЭ сопротивление нагрузки R_н включено в коллекторную цепь последовательно с источником коллекторного напряжения , в схеме с ОК нагрузка включена в цепь эмиттера. Во входные цепи включены источники усиливаемого напряжения  и напряжения смещения , (ОБ) или  (ОЭ, ОК), позволяющие установить рабочую точку на практически линейном участке характеристики, где искажения при усилении минимальны.