Эквивалентные линейные модели БТ, используемые при расчетах усилителей.

1. Электрическая модель БТ с h-параметрами.

h_12э = (U_бэ/U_кэ)|_Diб=0  [-] – коэффициент внутренней обратной связи по напряжению, определяет влияние выхода на вход

h_21э = (i_k/i_б)|_Duкэ=0 [-] – коэффициент передачи тока или коэффициент усиления по току

h_22э = (i_k/U_кэ)|_Diбо=0 [см] – выходная проводимость по току.

h – параметры либо находятся по ВАХ БТ, либо с помощью измерительных приборов. Обычно h – параметры измеряются на частоте f = 1КГц в режиме к. з. На выходе и х. х. на входе.

2. Физическая Т-образная модель транзистора.

В этой модели используются физические свойства БТ:

Рекомендуемые материалы

r_б – оммическое сопротивление внутренних областей базы 50¸200 Ом

r_э – дифференциальное сопротивление эммитерного перехода

r_э = j_т/I_эо; j_т @ 25 мВ при 300⁰ К

r_к* = r_к/(b+1), где r_к – сопротивление закрытого коллекторного перехода 0,1¸10МОм

b - коэффициент передачи тока базы

Взаимосвязь моделей

Основные параметры усилителей на БТ.

Параметры усилителя ОЭ в области средних частот.

Для любого усилителя переменного тока частотную область работы можно разбить на 3 участка:

1. НЧ к(w) = ¯ при w¯ сказывается влияние разделительных и блокирующих реактивных элементов.

2. СЧ к(w) @ const когда можно пренебречь влиянием реактивных элементов

X_с1,с2,сэ Þ 0

3. ВЧ к(w) = ¯ при w­ начинает влиять быстродействие транзистора, емкость нагрузки, емкость монтажа и др. «паразитные» реактивные элементы.

Эквивалентная схема усилителя ОЭ в области СЧ

I₁ = i_вх; U₁ = U_вх; I₂ = -i_вых ; U₂ = U_вых

K_i – коэффициент усиления по току;

К_u – коэффициент усиления по напряжению;

R_вх – входное сопротивление;

R_вых – выходное сопротивление.

R_б* = R_б (когда оно одно на входе)

R_б* = R_б1|| R_б2 (когда стоит базовый делитель)

R_б*>> h_11э поэтому первоначально R_б можно не учитывать

R_к – учтем в нагрузке, т. е.

R_н Þ R_кн = R_к||R_н

К_I = I₂/I₁ = i_вых /i_вх

К_I = h₂₁/(1+h₂₂*R_кн)

Как правило 1/ h₂₂>> R_кн Þ К_I @ h₂₁ = b усилитель ОЭ усиливает по току

R_вх = U₁/I₁ = U_вх/i_вх =  h₁₁ + h₁₂К_I R_кн @ h₁₁

Учитывает влияние внутренней обратной связи транзистора.

h₁₂ ~10^-2¸10^-4 для ОЭ

        10^-3¸10^-5 для ОБ

K_u = U₂/U₁ = U_вых/U_вх = (i_вых R_вых)/(i_вх R_вх)=K_I*(R_вых/R_вх)

R_вых = U_вых^хх/i_вых^кз

1/R_вых = h₂₂ – h₁₂*h₂₁/(R_г + h₁₁)

В общем случае входное и выходное сопротивления усилителя зависят как от самого усилителя для R_вх = h₁₁ для R_вых = 1/h₂₂, так и от нагрузки для R_вх = R_кн, для R_вых = R_г.

На практике выполняется условие:

h₁₂*h₂₁<<1 Þ 1/ R_вых @ h₂₂

тогда K_u @ b*(R_кн||1/h₂₂)h₁₁

Если R_б сравнимо с h₁₁, то оно учитывается как:

Бесплатная лекция: "9 Экономическое развитие России" также доступна.

R_вх = h₁₁||R_б

Если R_к мало, то оно учитывается как:

R_вых = 1/h₂₂||R_к

K_I @ b; K_u = b*(R_к/h_11э)

R_вх @ h_11э; R_вых @ R_к