Electronic_technician[1] (Шпоры по Созинову), страница 7

83Rвх U вx Urб  Urэ Iб  rб  Iэ  ( rэ  Rн )Iэ  ( rэ  Rн)( Iк  Iб )  ( rэ  Rн) rб  rб  rб  (1   )  (rэ  Rн)I вxIбIбIбIб4) Транзистор как активный четырёхполюсник.Любой транзистор независимо от схемы включения обладает рядом параметров, которые возможно разбить на две группы: Предельные параметры – все максимальные значения Параметры транзистора в режиме малого сигнала.Данные параметры объединяются в несколько систем параметров, которые можно определить, представив транзистор в виде активного четырёхполюсника.Четырёхполюсником называется любое электрическое устройство, имеющее 2 входных и 2выходных зажима.Активным четырёхполюсником называется четырёхполюсник, способный усиливать мощность.Представим транзистор в виде активного четырёхполюсника.I1I2U1U2Рис.

84Присвоим входным току и напряжению индекс «1», а выходным индекс «2». Для транзисторовдостаточно знать две любые переменные из четырёх – U1, U2, I1, I2. Две остальные определяются из статических характеристик транзистора. Переменные, которые известны или же которыми задаются, называются независимыми переменными. Две другие переменные, которыеЕ. А. Москатов. Стр. 42можно определить, называются зависимыми переменными. В зависимости от того, какие изпеременных будут выбираться в виде независимых, можно получить различные системы параметров в режиме малого сигнала.Таблица 1Независимая переменнаяЗависимая переменнаяСистемаI1 I2U1 U2zU1 U2I1 I2yI1 U2I2 U1hСистема h-параметров транзистораY-параметры1) h-параметры и их физический смысл2) Определение h-параметров по статическим характеристикам3) Y-параметры транзисторов1) h-параметры и их физический смысл.

В системе h-параметров в виде независимыхпеременных приняты входной ток и выходное напряжение. В этом случае зависимые переменные U1 = f (I1, U2); I2 = f (I1, U2). Полный дифференциал функций U1 и I1 равен{дU1дU1⋅dI1⋅dU2дI1дU2дI2дI2dI2= ⋅dI1⋅dU2дI1дU2dU1=дU1=h11дI1дU1=hдU2 12дI2=h 21дI1дI2=h 22дU2{dU1=h11 ⋅dI1h12 ⋅dU2dI2=h 21⋅dI1h 22 ⋅dU2Перейдём от бесконечно малых приращений dU1, dI1, dU2, dI2 к конечным приращениям. Получим:U1  h11  I1  h12  U 2I 2  h 21  I 1  h22  U 2Е. А.

Москатов. Стр. 43В режиме малого сигнала приращение постоянных составляющих ΔU1, ΔI1, ΔU2 и ΔI2 можнозаменить амплитудными значениями переменных составляющих этих же токов и напряжений.Получим:Um1  h11  Im 1  h12  Um2Im 2  h21  Im 1  h22  Um 2(1)В первом уравнении системы (1) приравняем Um2 к 0.

Получим:Um1 = h11 ∙ Im1  h11 = Um1 / Im1h11 – это входное сопротивление транзистора при Um2 = 0 то есть при коротком замыкании ввыходной цепи по переменному току (конденсатором).В первом уравнении системы (1) приравняем Im1 к 0. Получим:Im1 = 0Um1  h12  Um2  h12 Um1Um2h12 – представляет собой коэффициент обратной связи на холостом ходу во входной цепи попеременному току. Коэффициент обратной связи показывает степень влияния выходногонапряжения на входное (катушкой индуктивности).Во втором уравнении системы (1) приравняем Um2 к 0. Получим:Um2 = 0Im2 = h21 ∙ Im1h21 = Im2 / Im1h21 – коэффициент усиления по току транзистора или коэффициент передачи тока при коротком замыкании выходной цепи по переменному току.Приравняем во втором уравнении системы (1) Im1 к 0.

Получим:Im2 = h22 ∙ Um2h22 = Im2 / Um2h22 – выходная проводимость на холостом ходу во входной цепи.2) Определение h-параметров по статическим характеристикам. Так как статические характеристики транзисторов измеряются только на постоянном токе, то при определении амплитудных параметров токов и напряжений представим в виде приращения постоянныхсоставляющих.h11 U 1при U 2  ConstI 1h12 U 1при I1  ConstU 2h 21 I 2при U 2  ConstI1Е.

А. Москатов. Стр. 44h 22 I 2при I1  ConstU 2Величины h11 и h12 определяются по входным характеристикам транзистора. Рассмотрим графоаналитическое определение h параметров на примере схемы с общим эмиттером. Ввидутого, что транзистор всегда работает с входным током, требуется пользоваться входными ивыходными характеристиками (смотрите Рис. 85 – 87). Будем считать, что нагрузочное сопротивление каскада будет одинаковым и для постоянного, и для переменного тока. Требуемый hпараметр рассчитывается из приведённых ниже формул. Из рисунков видно, что подставляемые в формулы данные находятся путём проекции точек на оси координат.IбUкэ1=0Uкэ2>0IбIб=constIб2Uкэ1=01Uкэ2>02Iб1Uбэ1Uбэ2UбэUбэ1Рис.

85Iк2Iк21Iк1Uбэ2UбэРис. 86Iб4IкIб3Iк2Iк1Iб3Iб2=const21Iб2Iб1Uкэ=consta)h11э Uбпри Uкэ  ConstIбh11э Uбэ2  Uбэ1Iб 2  Iб1h12 Iб1UкэUкэ1Рис. 87Uбэпри Iб  ConstUкэЕ. А. Москатов. Стр. 45Uкэ2б)Uкэh12э Uбэ 2  Uбэ1 Uбэ 2  Uбэ1т . к . Uкэ1  0Uкэ2  Uкэ1Uкэ2Параметры h21 и h22 определяются по выходным характеристикам (смотрите Рис. 87).h21 э Iк 2  Iк1Iб3  Iб 2h21 э Iк 2  Iк1Iбh22 э Iкпри Iб  ConstUкэh22э Iк 2 - Iк1Uкэ2 - Uкэ13) Y-параметры транзисторов.Параметры транзисторов являются величинами, характеризующими их свойства. С помощьюпараметров можно оценивать качество транзисторов, решать задачи, связанные с применениемтранзисторов в различных схемах, и рассчитывать эти схемы.Для транзисторов предложено несколько различных систем параметров, у каждой свои достоинства и недостатки.Все параметры делятся на собственные (или первичные) и вторичные.

Собственные характеризуют свойства самого транзистора, независимо от схемы его включения, а вторичные параметры для различных схем включения различны. Основные первичные параметры: коэффициент усиления по току α, сопротивления rб, rэ, rк.Y-параметры относятся ко вторичным параметрам. Они имеют смысл проводимостей. Длянизких частот они являются чисто активными и поэтому их иногда обозначают буквой g с соответствующими индексами.Все системы вторичных параметров основаны на том, что транзистор рассматривается какчетырёхполюсник (2 входа и 2 выхода). Вторичные параметры связывают входные и выходные переменные токи и напряжения и справедливы только для малых амплитуд. Поэтому ихещё называют низкочастотными малосигнальными параметрами.Входная проводимость: y11 = ΔI1 / ΔU1, U2 = Const.

Проводимость обратной связи: y12 = ΔI1 /ΔU2, U1 = Const.Параметр y12 показывает, какое изменение тока I1 получается за счёт обратной связи при изменении выходного напряжения U2 на 1В. Проводимость управления (крутизна): y21 = ΔI2 /ΔU1, U2 = Const.Величина y21 характеризует управляющее действие входного напряжения U1 на выходной токI2 и показывает изменение I2 при изменении U1 на 1В. Выходная проводимость:y22 = ΔI2 / ΔU2, U1 = Const. В систему y-параметров иногда добавляют ещё статический коэффициент усиления по напряжениюμ = - ΔU2 / ΔU1 при I2= Const.

При этом μ = y21 / y22.Достоинство y-параметров - их сходство с параметрами электронных ламп. Недостаток –очень трудно измерять y12 и y22, т. к. надо обеспечить режим КЗ для переменного тока на входе, а измеряющий микроамперметр имеет сопротивление, сравнимое с входным сопротивлением самого транзистора.

Поэтому гораздо чаще используют смешанные (или гибридные) hпараметры, которые удобно измерять и которые приводят во всех справочниках.Е. А. Москатов. Стр. 46Температурные и частотные свойстватранзисторов. Фототранзисторы1) Температурное свойство транзисторов2) Частотное свойство транзисторов3) Фототранзисторы1) Температурное свойство транзисторов. Диапазон рабочих температур транзистораопределяется температурными свойствами p-n перехода. При его нагревании от комнатнойтемпературы (25 ºC) до 65 ºC сопротивление базы и закрытого коллекторного перехода уменьшается на 15 – 20 %. Особенно сильно нагревание влияет на обратный ток коллектора Iкбо.

Онувеличивается в два раза при увеличении на каждые 10ºC. Всё это влияет на характеристикитранзистора и положение рабочей точки (смотрите Рис. 88).IкIкнt2o>t1ot1oРТ 'Iк'IкРТЕкUкэ' UкэUкэРис. 88Ток коллектора увеличивается, а напряжение Uкэ уменьшается, что равносильно открываниютранзистора. Вывод: схемы включения транзисторов с общим эмиттером требуют температурной стабилизации.2) Частотное свойство транзисторов. Диапазон рабочих частот транзистора определяется двумя факторами: Наличие барьерных ёмкостей на p-n переходах. Коллекторная ёмкость влияет значительносильнее, так как она подключается параллельно большому сопротивлению (смотрите Рис.89).rбUвхrкСэrэ IбСкRнРис. 89Е.

А. Москатов. Стр. 47 Возникновение разности фаз между токами эмиттерами и коллектора. Ток коллектора отстаёт от тока эмиттера на время, требуемое для преодоления базы носителями заряда.1) ω1 = 0, φ1 = 0Iк1 Iб1Iб1IэIкРис. 902) ω2 > 0, φ2 = 0, Iб2 > Iб1,  2 Iк 1Iб2Iб2Iэ2IкРис. 913) ω3 >> 0, β3<<β1IэIб33IкРис. 92С увеличением частоты коэффициент усиления по току уменьшается. Поэтому для оценки частотных свойств транзистора применяется один из основных параметров - параметр граничной частоты fгр. Граничной частотой называется такая частота, на которой коэффициент усиления уменьшается в √2 раз.