Представлення транзистора у вигляді чотириполюсника

 

При розрахунку електронних ланцюгів транзистор можна представити у вигляді чотириполюсника (рис. 4), що дозволяє використовувати для цих цілей добре розроблені методи теорії ланцюгів.

 

Рис. 4. Схема чотириполюсника для опису електричних властивостей транзистора

 

Як відомо, чотириполюсник характеризується вхідними U₁, I₁ і вихідними U₂, I₂ напругами і струмами. Якщо відомі дві з цих величин, то дві інші однозначно знаходяться на основі статичних характеристик транзистора. У загальному вигляді зв'язок струмів з напругами в чотириполюс­нику описуються шістьма рівняннями, з яких три набули широкого засто­сування. У першому з них напруги розглядаються як лінійні функції стру­мів:

Параметри Z _ik мають розмірність опорів і є комплексними величина­ми. Вони виражаються через струми і напруги в режимі холостого ходу в такий спосіб:

                    

                                         (2.15)

При розгляді струмів транзистора як лінійних функцій напруг одержу­ємо Y - систему рівнянь:

                                        (2.16)

 

Параметри Y мають розмірність провідності, також е комплексними величинами. Вони визначаються при короткозамкнутому за змінним сиг­налом вході чи виході:

            

                                      (2.17)

Недолік системи Z і Y - параметрів - складність їхнього експеримен­тального визначення, тому що внаслідок малого вхідного опору транзисто­ра важко створити режим короткого замикання на вході і внаслідок вели­кого вихідного опору важко створити режим холостого ходу на виході. Ці недоліки можна усунути при використанні гібридної системи h - парамет­рів:

                                                           (2.18)

Для, визначення h_ik - параметрів необхідно створити режим короткого замикання у вихідному ланцюзі і режим холостого ходу у вхідному. Таким чином, h - параметри виражаються через струми і напруги в такий спосіб:

 - вхідний опір при короткому замиканні вихідного ланцюга;

-  коефіцієнт зворотного зв'язку за напругою при холостому ході у вхідному ланцюзі;

- коефіцієнт передачі струму при короткому замиканні вихідного ланцюга;  

 - вихідна провідність при холостому ході у вхідному ланцюзі.

На практиці вимірювати h - параметри значно простіше, тому що транзистор в умовах вимірів працює в режимах, близьких до реальних. Однак, при розрахунку електричних ланцюгів, що містять транзистори, здебільшого використовуються Z - чи Y - параметри. Кожна система па­раметрів чотириполюсника зв'язана між собою, тому параметри однієї системи можна виразити через параметри іншої. На підставі (2.18) можна за­писати

При дослідженні поводження схем чи транзистора схеми, що містять його, необхідно мати зв'язок параметрів чотириполюсника з елементами еквівалентної схеми. Розглянемо цей зв'язок для параметрів у схемі з загальною базою [9]. При аналізі еквівалентної схеми в області низьких частот при короткому замиканні на виході одержимо

 

Вважаючи, що r_кб>>r, можна записати

 

 

У режимі холостого ходу (І_e = 0) на входах визначимо