Биполярные транзисторы
2.4.1. Биполярные транзисторы
Биполярными транзисторами (БТ) называют полупроводниковые приборы с двумя (или более) взаимодействующими p-n-переходами и тремя (или более) выводами, усилительные свойства которых обусловлены явлениями инжекции и экстракции не основных носителей заряда.
Для определения малосигнальных Y-параметров БТ используют их эквивалентные схемы. Из множества разнообразных эквивалентных схем наиболее точно физическую структуру БТ отражает малосигнальная физическая Т-образная схема. Для целей эскизного проектирования, при использовании транзисторов до (0,2...0,3)
( - граничная частота усиления транзистора с ОЭ) возможно использование упрощенных эквивалентных моделей транзисторов, параметры элементов эквивалентных схем которых легко определяются на основе справочных данных. Упрощенная эквивалентная схема биполярного транзистора приведена на рис.2.7.
 |
Параметры элементов определяются на основе справочных данных следующим образом:
¨ объемное сопротивление базы 
,
где 
- постоянная времени цепи внутренней обратной связи в транзисторе на ВЧ;
¨ активное сопротивление эмиттера 
,
Рекомендуемые материалы
при 
в миллиамперах 
получается в омах;
¨ диффузионная емкость эмиттера 
,
где - граничная частота усиления по току транзистора с ОЭ, 
;
¨ коэффициент усиления тока базы для транзистора с ОБ 
,
где 
- низкочастотное значение коэффициента передачи по току транзистора с ОЭ.
¨ Dr =(0,5…1,5) Ом;
Таким образом, параметры эквивалентной схемы биполярного транзистора полностью определяются справочными данными 
и режимом работы.
Следует учитывать известную зависимость 
от напряжения коллектор -эмиттер 
:
.
По известной эквивалентной схеме не представляет особого труда, пользуясь методикой, изложенной в разделе 2.3, получить приближенные выражения для низкочастотных значений Y-параметров биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ:
Частотную зависимость 
и 
при анализе усилительного каскада в области ВЧ определяют, соответственно, посредством определения входной динамической емкости 
и постоянной времени транзистора t. Выражения для расчета низкочастотных Y-параметров для других схем включения транзистора получают следующим образом:
¨ дополняют матрицу исходных Y-параметров 
до неопределенной 
, а именно, если
то
¨ вычеркивают строку и столбец, соответствующие общему узлу схемы (б для ОБ, к для ОК), получая матрицу Y-параметров для конкретной схемы включения транзистора.
2.4.2. Полевые транзисторы
Полевыми транзисторами (ПТ) называются полупроводниковые усилительные приборы, в основе работы которых используются подвижные носители зарядов одного типа- либо электроны, либо дырки. Наиболее характерной чертой ПТ является высокое входное сопротивление, поэтому они управляются напряжением, а не током, как БТ.
 |
Определяются малосигнальные Y-параметры ПТ по его эквивалентной схеме. Для целей эскизного проектирования можно использовать упрощенный вариант малосигнальной эквивалентной схемы ПТ, представленный на рис.2.8.
Данная схема с удовлетворительной для эскизного проектирования точностью аппроксимирует усилительные свойства ПТ независимо от его типа, параметры ее элементов находятся из справочных данных
Выражения для эквивалентных Y-параметров ПТ, включенного по схеме с ОИ определяют по методике п.2.3:
,
,
,
Информация в лекции "5.4 Текстовые области" поможет Вам.
.
Где з, с, и соответственно затвор, сток и исток ПТ; t- время пролета носителей, 
.
Граничную частоту единичного усиления ПТ 
можно оценить по формуле:
.
Анализ полученных выражений для эквивалентных Y-параметров ПТ, проведенный с учетом конкретных численных значений справочных параметров, позволяет сделать вывод о незначительной зависимости крутизны от частоты, что позволяет в эскизных расчетах использовать ее низкочастотное значение 
. При отсутствии справочных данных о величине внутренней проводимости ПТ 
, в эскизных расчетах можно принимать 
ввиду ее относительной малости.
Пересчет эквивалентных Y- параметров для других схем включения ПТ осуществляется по тем же правилам, что и для БТ.
