И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Здесь и в дальнейшем для переменных токов и напряжений будут, как правило, указаны их амплитуды. Во многих случаях они могут быть заменены действующими, а иногда и мгновенными значениями. Основными первичными параметрами являются сопротивления г„г„и гы т. е. сопротивления эхяиатера, коллекгпора н базы переменному току.
Сопротивление г, представляет собой сумму сопротивлений эмиттерного перехода и эмиттерной области. Подобно этому г, является суммой сопротивлений коллекторного перехода и коллекторной области. Последнее очень мало по сравнению с сопротивлением перехода, поэтому нм можно пренебречь. А сопротивление гя есть поперечное сопротивление базы. Рассматриваемая эквивалентная схема напоминает схему на рис. 4.4, однако отличается от нее, Схема на рис.
4.4 непригодна для переменных токов прежде всего потому, что в ней даны сопротивления г,я, г„о и гв„постоянному току, а сопротивления гя г, и гв вследствие Рнс. 5бк Схема лля снятия характеристик транзистора зистор Я, служит для того, чтобы напряжение на )хз составляло лишь несколько десятых долей вольта. Можно также во входную цепь включить два переменных резистора, как это показано для цепи коллектора. Схема, аналогичная рассмотренной, применяется также для снятия характеристик при включении транзистора по схеме ОБ. Вместо микроамперметра в ней должен быть включен миллиамперметр для измерения тока эмиттера. 5.2.
ПАРАМЕТРЫ И ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ Параметры транзисторов являются величинами, характеризующими их свойства. С помощью параметров можно сравнивать качество транзисторов, решать задачи, связанные с применением транзисторов в различных схемах, и рассчитывать эти схемы. Для транзисторов предложено несколько различных систем параметров и эквивалентных схем, каждая из которых имевт свои преимущества и недостатки. Все параметры можно разделить на собственные (или первичные) и вяоричные. Собственные параметры характеризуют свойства самого транзистора независимо от схемы его включения, а "л Рнс.
5.9. Эквивалентные Т-образные схемы транзистора с генератором ЭДС (а) н генератором тока (б) нелинейных свойств транзистора имеют иные значения. Кроме того, эта схема не отражает усилительных свойств транзистора. Если ко входу схемы подключить источник колебаний, то на выходе переменное напряжение получится не усиленным, а пониженным за счет потерь в сопротивлениях г„о и г„б.
В схеме же на рис. 5.9, а усиленное переменное напряжение на выходе получается от некоторого эквивалентного генератора, включенного в цепь коллектора; ЭДС этого генератора пропорциональна току эмиттера 1„н Эквивалентный генератор надо считать идеальным, а роль его внутреннего сопротивления выполняет сопротивление г„. Как известно, ЭДС любого генератора равна произведению его тока короткого замыкания на внутреннее сопротивление. В данном случае ток короткого замыкания равен и1, так как и = 1„,„/1„, при Лч = О, т. е. при коротком замыкании на выходе.' Таким образом, ЭДС генератора равна еб1х„г,. Вместо генератора ЭДС можно ввести в схему генератор тока. Тогда получается наиболее часто применяемая эквивалентная схема (рис.
5.9, б). В ней генератор тока создает ток, равный п1ч„. Значения первичных параметров примерно следующие. Сопротивление г, составляет десятки ом, гб — сотни ом, а г„— сотни килоом и даже единицы мегаом. Обычно к трем сопротивлениям в качестве четвертого собственного параметра добавляют еше ес Рассмотренная эквивалентная схема транзистора пригодна только для низших частот. На высоких частотах необходимо учитывать еще емкость эмиттерного и коллекторного перехода, что приводит к усложнению схемы. В данном параграфе будут рассмотрены только низкочастотные эквивалентные схемы и параметры. Работа транзисторов на более высоких частотах описана в гл. б.
Эквивалентная. схема с генератором тока для транзистора, включенного по схеме ОЭ, показана на рис. 5.10. В ней генератор дает ток )51ч,б, а сопротивление коллекторного перехода по сравнех нию с предыдущей схемой значительно уменьшилось и равно г„(1 — а) или, Рис. 5.10. Эквивалентная Т-образная схема транзистора, включенного по схеме ОЭ приближенно, г,/(), ели учесть, .
что () = ц/(1 — и) и и !. Уменьшение сопротивления коллекторного перехода в схеме ОЭ объясняется тем, что в этой схеме некоторая часть напряжения ихо приложена к эмиттерному переходу и усиливает в нем инжекцию. Вследствие этого значительное число инжектированных носителей достигает коллекторного перехода и его сопротивление снижается. Переход от эквивалентной схемы ОБ х схеме ОЭ можно показать следующим образом.
Напряжение, создаваемое любым генератором, равно разности между ЭДС и падением напряжения 'на внутреннем сопротивлении. Для схемы по рис. 5.9, и это будет Заменим здесь 1 на сумму 1 „+1 б. Тогда получим (),„бх(1 „+ 1„,б) г„— 1 „г„= = бб1ехгх + П1абтх 1ехтк = и1 „бг„— 1„,„г„(! — а). В этом выражении первое слагаемое а1ебг„представляет собой ЭДС, а второе слагаемое есть падение напряжения от тока 1„,„ на сопротивлении г„(1 — и), которое является сопротивлением коллекторного перехода.
А ток короткого замыкания, создаваемый эквивалентным генератором тока, равен отношению ЭДС к внутреннему сопротивлению, т. е. П(еб~ «/Ь~ х (1 П)з ))1еб Рассмотренные Т-образные эквивалентные схемы являются приближенными, так как на самом деле эмиттер, база и коллектор соединены друг с другом внутри транзистора не в одной точке. Но тем не менее использование 83 этих схем для решения теоретических и практических задач не дает значительных погрешностей.
Все системы вторичных параметров основаны на том, что транзистор рассматривается как четырехполюсник, т. е. прибор, имеющий два входных и два выходных зажима. Вторичные параметры связывают входные и выходные переменные токи и напряжения и справедливы только для данного режима транзистора и для малых амплитуд. Поэтому их называют низкочастотными малосигнальными параметрами. Вследствие нелинейности транзистора вторичные параметры изменяются при изменении его режима и при больших амплитудах.
В настоящее время основными считаются смешанные (или гибридные) параметры, обозначаемые буквой й илн Н. Название «смешанные» дано потому что среди них имеются два коэффициента, одно сопротивление и одна проводимость. Именно й-параметры приводятся во всех справочниках. Параметры системы й удобно измерять. Это весьма важно, так как в справочниках содержатся усредненные параметры, полученные в результате измерений параметров нескольких транзисторов данного типа. Два из й-параметров определяются при коротком замыкании для переменного тока на выходе, т.е. при отсутствии нагрузки в выходной цепи. В этом случае на выход транзистора подается только постоянное напряжение (иг = = сопв1) от источника Ег.
Остальные два параметра определяются при разомкнутой для переменного тока входной цепи, т. е. когда во входной цепи имеется только постоянный ток (1, = сопы), создаваемый источником питания. Условия иг = сопв1 и (г = сопи! нетрудно осуществить на практике при измерении )г-параметров. В систему й-параметров входят следующие величины: Е Входное сопротивление Ьгг — — Аи,/А!, при иг = сопв1 (5.3) представляет собой сопротивление транзистора переменному входному току (между входными зажимами) при корот- ком замыкании на выходе, т.
е. при отсутствии выходного переменнбго напряжения. При таком условии изменение входного тока Л), является результатом изменения только входного напряжения Лиг. А если бы на выходе было переменное напряжение, то оно за счет обратной связи, существующей в транзисторе, влияло бы на входной ток.
В результате входное сопротивление получалось бы различным в зависимости от переменного напряжения на выходе, которое, в свою очередь, зависит от сопротивления нагрузки гк„. Но параметр йм должен характеризовать сам транзистор (независимо от К„), и поэтому он определяется при иг — — сопв1, т. е. при гх„= О. 2. Коэ44ициенгп обратной связи по напряжению й1г = Лиг/Лиг при (г = сопв1 (5.4) показывает, какая доля выходного переменного напряжения передается на вход транзистора вследствие обратной связи в нем. Условие 1, = сопв1 в данном случае подчеркивает, что во входной цепи нет переменного тока, т.е.
эта цепь разомкнута для переменного тока, и, следовательно, изменение напряжения на входе Ли, есть результат изменения только выходного напряжения Лиг. Как уже указывалось, в транзисторе всегда есть обратная связь за счет того, что электроды транзистора электрически соединены между собой, а также за счет сопротивления базы. Эта обратная связь сушествует на любой низкой частоте, даже при / = О, т. е. на постоянном токе. 3. Коэ44иииент усиления по току <коэ44ияиенпг передачи тока) йгг = Л(г/Агг при иг = сопв1 (5.5) показывает усиление переменного тока транзистором в режиме работы без нагрузки.
Условие иг = сопы, т. е. й„= О, и здесь задается для того, чтобы выходной ток А<г зависел только от входного тока Ь(г. Именно при выполнении такого условия параметр йг, будет действитель- но характеризовать усиление тока самим транзистором. Если бы выходное напряжение менялось, то оно влияло бы на выходной ток и по изменению этого тока уже нельзя было бы правильно оценить усиление.
4. Выходная проводимость Ьзз = Л(з/Лиз при 1, = сопв1 (5.6) представляет собой внутреннюю проводимость для переменного тока между выходными зажимами транзистора. Ток 1з должен изменяться только под влиянием выходного напряжения из. Если при этом ток 1, не будет постоянным, то его изменения вызовут изменения тока (з и значение лзз будет определено неправильно. Величина Ьзз измеряется в сименсах (См). Так как проводимость в практических расчетах применяется значительно реже, нежели сопротивление, то в дальнейшем мы часто будем пользоваться вместо Ьзз выходным сопротивлением В,в„= 1/йзз, выраженным в омах или килоомах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
