Лаб.раб.№03.doc (1077153), страница 2
Текст из файла (страница 2)
(2).В Т -образной модели коллекторный и эмиттерный переходы представлены ихдифференциальными сопротивлениями rK и rЭ , а передач а эмиттерного тока I Э в цепьколлектора учитывается генератором α I Э . Направления токов и полярность генераторауказаны для транзистора n-p-n типа.1.2.2. Т-образная модель биполярного транзистора для схемы ОЭ.1.2.3. Модель биполярного транзистора Эберса-Молла.К достоинствам модели Эберса -Молла следует отнести то, что в ней моделируетсяинверсное включение транзистора и режим двойной инжекции, когда на обоих переходахдействуют прямые напряжения.
При проведении анализа на постоянном токе из моделиThis document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.4.67.убираются конденсаторы C K и C Э . Сопротивлениями RЭут и RKуу также можно пренебречьт.к. их значения велики. Тогда, используя первый закон Кирхгоффа можно записать:IБ = IЭ - IK(1.2.3.1)I Э = I1 - α I * I 2I K = α N * I1 - I 2ВАХ p-n описываются следующим выражением:UЭφI = I * (e T - 1)1 Э0(1.2.3.2)UKφT- 1) .* (eI =I2K0Подставив токи I 1 и I 2 в (1.2.3.10 получим:UIIэK= IφЭ0=α(eUЭТφN*Iφ- 1) - αUЭ0(eI*IK0* (eTUЭТK- 1) - IφK0* (e- 1)(1.2.3.3)KT- 1)(1.2.3.4)Выражение для тока базы получается подстановкой (1.2.3.3) и (1.2.3.4) в (1.2.3.1).IБ= IЭ- IK= (1 - αUφЭN)* IЭ0* (eТUKφ- 1 ) + (1 - α ) * I* ( e T - 1 ) (1.2.3.5)IK0Выражения (1.2.3.3-1.2.3.5) и есть формулы Эберса -Молла.
Эти формулы используютсяпри анализе схем на биполярных транзисторах на постоянном токе. В данной модели:- объемные сопротивления областей транзистора;rЭ , rK и rБRЭут и RКут -сопротивления утечки переходов;αN и αI- коэффициенты передачи тока при прямом (нормальном) и инверсномвключении транзистора;- токи инжектируемых носителей через переходы эмиттер-база иI1 и I 2коллектор-база:α N * I 1 и α I * I 2 - токи собираемые коллектором и эмиттером носителей;φT- температурный потенциал равный при комнатной температуре 26мВ;1.2.4. Модель биполярного транзистора Гуммеля-Пуна.This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.4.67.1.3. Н-параметра транзистора.Считается, что малые изменения напряжений на p-n переходах транзистора вызываютлинейные изменения токов. В таком случае можно считать, что транзистор становитьсялинейным активным четырехполюсником.
Активный четырехполюсник состоит из пассивныхкомпонентов ( L, C и R) и генераторов ЭДС , и имеет два входных зажима и два выходныхзажима (см. рис. 1.3.1.) . Входным зажимам соответствует входной ток...I 1 и входное.напряжение U 1 .. Выходным зажимам – выходной ток I 2 и выходное напряжение U 2 . Можносоставить шесть систем уравнений для описания транзистора.
Наиболее часто используютсясистемы Z, Y и H – параметров. К преимуществам системы Н -параметров относится простотаих измерений и расчетов низкочастотных схем с их применением.Для Н-параметров?...... U 1 = H 11 I 1 + H 12 U 2?..? I 2 = H 21 I 1 + H 22 U 2(1.3.1)This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.4.67.Значения Н-параметров зависят от схемы включения транзистора.
Для того, чтобы можноотличить Н-параметры для различных схем включения, к индексам добавля ют букву Э – длясхемы ОЭ, Б – для схемы ОБ. В справочниках по транзисторам могут быть приведены Н параметра для какой -то одной схемы включения, поэтому надо знать формулы пересчетапараметров. Ниже приведена таблица пересчета Н-параметров из ОБ в ОЭ.H 11БH HH 11Э =H 12 Э = 11Б 22 Б - H 21Б1 + H 21Б1 + H 21БH 21БH 22 БH 22 Э =1 + H 21Б1 + H 21БТаблица пересчета Н-параметров из ОЭ в ОБ:H HH 11ЭH 12 Б = 11Э 22 Э - H 21ЭH 11Б =1 + H 21Э1 + H 21ЭH 21ЭH 22 ЭH 21Б = H 22 Б =1 + H 21Э1 + H 21ЭНа низких частотах можно перейти от комплексных коэффициентов к вещественным т.к.транзистор не вносит фазовых сдвигов между токами и напряжениями:.? U m1 = h I + h Um211 m112(1.3.2)?.? I m 2 = h21 I m1 + h22 U m 2Воспользовавшись конечно -разностными эквивале нтами переменных токов инапряжений систему (1.3.2) можно записать в виде:.? Δ U 1 = h Δ I + h Δ U111122(1.3.3)?.? Δ I 2 = h21 Δ I 1 + h22 Δ U 2Для определения параметров U m 2 = 0 или U 2 = 0 на выходе четырехполюсникаустанавливается режим короткого замыкания: и из (1.3.2) получим:ΔU1U=(1.3.4)h11 = m1I m1 U = 0 Δ I 1 Δ U = 0H 21Э = -m2h21 =2ΔI 2I m2=I m1 U = 0 Δ I 1 Δ U = 0m22(1.3.5)This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.4.67.Для определения параметров h12 и h22 на входе четырехполюсника устанавливаетсярежим холостого хода: U m1 = 0 или Δ U 1 = 0 .
Тогда:h12 =ΔU1U m1=U m2 I = 0 Δ U 2 Δ I = 0m1(1.3.6)ΔI 2I m12=U m12 I = 0 Δ U 2 Δ I = 0m1(1.3.7)1h22 =12.Задание.2.1. Используя программу EWB снять семейство входных и выходных ВАХ. Исходныеданные взять из таблицы 1.2.2. По полученным ВАХ определить Н–параметра транзистора.2.3. Составить отчет.2.4. Защитить работу.На рис. 2.1 изображена схема для снятия семейства выходных ВАХ биполярноготранзистора.На рис. 2.2 изображена схема для снятия семейства входных ВАХ биполярноготранзистора.Рис. 2.1..
Схема для снятия семейства выходной ВАХ биполярного транзистора.This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.4.67.Рис. 2.2.. Схема для снятия семейства входных ВАХ.В EWB отсутствует возможность использовать ток в качестве зависимой переменной.Чтобы преодолеть это ограничение можно воспользоваться зависимыми источниками ЭДС:- источник напряжения, управляемый напряжением,- источник тока, управляемый напряжением,- источник напряжения, управляемый током,- источник тока, управляемый током.Рассмотрим источник напряжения управляемый током.Условное графическоеобозначение (УГО) этого источника состоит из двух частей: резистора и генератора.Ток,протекающий через резистор , управляет генераторо м напряжения, поэтому надо установитькоэффициент преобразования тока в напряжение.
Для этого надо щелкнуть по УГО источникаи в открывшемся окне Current-Controlled Voltage Source Properties (см. рис. 2.3) на закладкеValue установить значение Transresistance (H).Значение напряжения на выходе управляемого источника будет равно U вых = H * I , где I– ток, протекающий через резистор управляемого источника. Таким образом, если установитьзначение H равным одному Ому, то току в один Ампер, протекающему через резисторThis document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.4.67.источника, будет соответствовать один вольт на выходемиллиамперу – один милливольт и т.д.3.1.2.3.4.5.6.7.управляемого генератора, одномуКонтрольные вопросы.Что такое α?Что такое β ? Как β связано с α?Нарисуйте семейство входных ВАХ для схемы ОБ.Нарисуйте семейство входных ВАХ для схемы ОЭ.Нарисуйте семейство выходных ВАХ для схемы ОБ.Нарисуйте семейство выходных ВАХ для схемы ОЭ.Как определяются Н-параметры по входным и выходным ВАХ?№ Is(A)вар11 * 10 1221 * 10 631 * 10 1441 * 10 751 * 10 1061 * 10 67 2 4 * 10 - 1685 * 10 1291 * 10 6101 * 10 14111 * 10 7121 * 10 10131 * 10 614 2.3 * 10 - 16151 * 10 12161 * 10 6171 * 10 14181 * 10 7191 * 10 10201 * 10 621 2 4 * 10 - 16225 * 10 12231 * 10 6241 * 10 14251 * 10 7261 * 10 10271 * 10 628 2.3 * 10 - 1629 1.4 * 10 - 1530 3.6 * 10 - 14BnBirb(Ohm)re(Ohm)202010050200150754040100502001501752020100502001507540401005020015017540020022215210.342152122215210.34215211051001004001002050120400100400100205012010010040010020501204001004001002050120507511.50.50.20.510.30.11.50.50.20.510.1511.50.50.20.510.30.11.50.50.20.510.1511rk(Ohm) VA(V)11221.50.50.20.11221.50.50.311221.50.50.20.11221.50.50.3111520304010453525321412334233215534233244172737413817274638212Приложение 1.
Параметры биполярных транзисторов в EWB.IS(V)1.10.651.10.651.10.651.11.10.651.10.651.10.651.11.10.651.10.651.10.651.11.10.651.10.651.10.651.11.11.1Таблица 1Типтранзистораn-p-np-n-pn-p-np-n-pn-p-np-n-pn-p-nn-p-np-n-pn-p-np-n-pn-p-np-n-pn-p-nn-p-np-n-pn-p-np-n-pn-p-np-n-pn-p-nn-p-np-n-pn-p-np-n-pn-p-np-n-pn-p-nn-p-nn-p-nThis document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.4.67.Транзисторы расположены в библиотеке компонентов Transistors. Если щелкнуть покнопке, то в появившемся окне можно выбрать тип транзистора и поместить его врабочее поле (см.
рис. П1.1.).This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.4.67.1. Saturation current (is) – обратный ток коллекторного перехода (в амперах),2. Forward current gain coefficient (BF) – коэффициент передачи тока базы в схеме ОЭ( H 21 ).3. Reverse current gain coefficient (BR) – коэффициент передачи тока в схеме ОЭ приинверсном включении транзистора (Ohm),4.
Base ohmic resistance (rb) – объемное сопротивление базы,5. Emitter ohmic resistance (re) – объемное сопротивление эмиттера,6. Collector ohmic resistance (rc) – Объемное сопротивление коллектора,7. Substrate capacitance (CS) – емкость коллектор – подложка,8. Zero-base B-E junction capacitance (CE) – емкость эмиттерного перехода при нулевомсмещении,9. Zero-base B-C junction capacitance (CC) – емкость коллекторного перехода при нулевомсмещении,10.
B-E junction potential (E)11. B-C junction potential (C )12. Forward transit time (τF) время пролета заряда через базу (сек)413. Reverse transit time (τR) время пролета заряда через базу при инверсном включениитранзистора;14. B-E junction gradient coefficient (ME) коэффициент плавности эмиттерного перехода;15.
B-C junction gradient coefficient (MC) коэффициент плавности коллекторного перехода;16. Early voltage (VA) напряжение Эрли;This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.4.67.17. Base-emitter leakage saturation current (ISE) обратный ток эмиттерного перехода;18. Forward beta high-current knee-point (IKF) ток начала спада усиления по току;19. Base-emitter leakage emission coefficient (NE) коэффициент неидеальности эмиттерногоперехода;20. Forward current emission coefficient (NF) коэффициент неидеальности в нормальномрежиме;21.
Reverse current emission coefficient (NR) коэффициент неидеальности в инверсномрежиме;22. Reverse early voltage (VAR)23. Reverse beta roll-off corner current (IKR) ток начала спада коэффициента усиления тока винверсном режиме;24. B-C leakage saturation current (ISC)25. B-C leakage emission coefficient (NC) коэффициент неидеальности коллекторногоперехода;26.
Current for base resistance equal to (rb+RBM )/2 (IRB) величина тока базы, придостижении которой ее сопротивления уменьшается на 50%;27. Minimum base resistance at high current (RBM ) минимальное сопротивление базы прибольших токах;28. Coefficient fort base dependence of τF (XTF) коэффициент, определяющий зависимостьвремени τF пролета заряда через базу от напряжения коллектор-база;29. Voltage describing VBC dependence of τF (VTF) напряжение коллектор-база, прикотором начинает сказываться влияние его влияние на τF;30.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
