Вычисление h-параметров при разных схемах включения транзистора

3.2. Вычисление h–параметров при разных схемах включения транзистора.

Для вычисления h- параметров надо выразить U_1,2, I_1,2 через U_бэ, U_кэ, I_б, I_к для  каждой схемы и использовать линеаризованные ВАХ биполярного транзистора:

h–параметры для схемы с ОЭ.

Для этой схемы  I ₁ = I_б;   U₁= U_б-э;  I₂ = I_к;  U₂ = U_к-э

        Следовательно, из (1) имеем:

 Из (6) и (7) следует, что:

h–параметры для схемы с ОК.

Для этой схемы                                                                                                                 

При подстановке этих соотношений в (2) – (5) получим:

h–параметры для схемы с ОБ можно получить аналогично, учитывая, что для неё:

Таблица h – параметров.

В выражениях h–параметров здесь отброшены малые члены, соответствующие 1<<β,   k_обр<<1,   r_бэ<<r_кэ.

Свойства разных схем включения транзистора.

h_11э=h_11k=r _бэ - входное сопротивление ОЭ и ОК одинаково.

h_11б<<r_бэ (b=10¸100) - входное сопротивление ОБ мало, так как на вход ОБ  входит эмиттерный ток, а он большой: I₁=I_э=I_к+I_б≈(1+β)I_б, h_12э,h_12б<<1, следовательно, U₂>>U₁ - возможно усиление напряжения, в схемах ОЭ и ОБ.

h_12k=1, U₂=U₁ - нет усиления напряжения в схеме ОК.

h_21э=-h_21к=β, ОК, ОЭ усиливают ток в b раз, ОБ не усиливает ток (h₂₁=-1 - только переворачивает фазу); усиление тока в ОБ нет, так как I_э=I_к+I_б≈I_к, то есть I₂≈-I₁.

 - выходные сопротивления ОЭ R_{вых. э} и ОК R_вых.к одинаковы для принятого выше определения h₂₂ при хх на входе (п.3.1(5)). В реальных каскадах на входе имеется источники сигнала с небольшим сопротивлением, т.е. нет хх и получается, что R_{вых. к}<<R_вых.э(см. п.4.3).

 - выходная проводимость ОБ мала, то есть выходное сопротивление              велико.

Резюме: 

ОЭ - усиливает напряжение и ток (k₁,k_u~b), усиливает мощность (P~IU, k_p~b²)

ОК- усиливает ток (k₁~b), не усиливает напряжение, усиливает мощность (k_p ~b)

ОБ - не усиливает ток, усиливает напряжение (k_u~b~1/k_обр), усиливает мощность (k_p~b), малое входное сопротивление ~r_бэ/b, большое выходное ~br_кэ.

Обратите внимание на лекцию "Технические средства и приборы раннего обнаружения газонефтеводопроявлений".

Итак, найдены выражения h–параметров для всех трёх схем включения биполярного транзистора через физические параметры транзистора, то есть через производные его входных и выходных ВАХ.

Эти h–параметры используются при расчётах схем. Укажем в заключение пути их определения:

1). Снятие статических характеристик и расчёт h–параметров через них путём вычисления производных.

2). Измерение h–параметров для схемы ОЭ и пересчёт для других схем по приведённым формулам.

3). Измерение h–параметров непосредственно для схем ОЭ, ОБ, ОК.

Экспериментальные методы 2) и 3) имеют то преимущество, что при их использовании сразу учитываются инерционные эффекты. При этом коэффициенты передачи базового β=h_21э и эмиттерного α=-h_21э токов становятся комплексными, получается сдвиг фазы между токами на коллекторе по отношению к базе или эмиттеру. В основном играют роль два эффекта: шунтирующее действие ёмкости коллекторного перехода С_к и время пролёта носителей через базу. Действие С_к можно пояснить включением её в эквивалентную схему параллельно сопротивлению коллекторного перехода.