И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Определить параметры можно не только через приращения токов и напряжений, но н через амплитуды переменных составляющих токов и напряжений: )зы = (7„„/1, при (7 з = О; (5.7) Ь„= (7,/(7, при 1, = О; (5.8) йз, = 1,„з/1„„при (I з = О; (5.9) Ьзз = 1вз/13вз при 1, = О. (5.10) Напомним, что )з-параметры определены для малых амплитуд, поэтому использование их для больших амплитуд дает значительные погрешности. При измерении параметров на переменном токе вместо амплитуд могут быть взяты действующие значения, показываемые измерительными приборами.
Зависимость между переменными токами н напряжениями в транзисторе при использовании Й-параметров можно выразить следующими уравнениями: Действительно, напряжение во входной цепи (7„, складывается из падения напряжения от входного тока 1, на входном сопротивлении йы и напряжения, переданного с выхода на вход за счет обратной связи и составляющего часть выходного напряжения (7 з. Эту часть показывает параметр 6, з. А выходной ток 1 з является суммой усиленного тока, равного (ззз1 „и тока в элементе Ьзз схемы, создаваемого выходным напряжением (7„з.
Уравнениям (5.!1) и (5.12) соответствует эквивалентная схема, изображенная на рис. 5.11. В ней генератор ЭДС Ь,з(1 з показывает наличие напряжения обратной связи во вхолной цепи. Сам генератор надо считать идеальным, т.е. не имеющим внутреннего сопротивления. Генератор тока )ззз1»л в выходной цепи учитывает эффект усиления тока, а лзз является внутренней проводи- мостыО этого генератора. Хотя и входная и выходная цепи кажутся не связанными друг с другом, на самом деле эквивалентные генераторы учитывают взаимосвязь этих цепей. В зависимости от того, к какой схеме относятся параметры, дополнительно к цифровым индексам ставятся буквы: «э» — для схемы ОЭ, «б» — для схемы ОБ и «к» вЂ” для схемы ОК.
Рассмотрим Ь-параметры для схем ОЭ и ОБ и приведем их выражения для транзисторов небольшой мощности. Для схемы ОЭ 1~ = (в, (з = 1„, и, = = ив „и, = и„, и поэтому й-параметры определяются по следующим формулам: входное сопротивление Ьиэ = Лив.ь/Л1« прн и„, = соп51 (5.13) и получается от сотен ом до единиц кнлоом; (7„, = Ьзз(., + йзз(7„з; (5.11) 1, = йз,1, + йзз(7 з. (5.12) Рис. 5.11. Эквивалентная схема транзистора с использованием Ь-параметров 85 коэффициент обратной связи )ЭЭЬ вЂ” — Либ,/Лик, ПРИ 26 = СОПЯ! (5.14) и обычно равен 10 Я вЂ” 10 4, т.
е. напряжение, передаваемое с выхода, на вход за счет обратной связи, составляет тысячные или десятитысячные доли выходного напряжения,' коэффициент усиления тока есть известный нам параметр /22ээ=р=Л(к/Л!б при «„,,=сопя!(5.15) н составляет десятки — сотни; выходная проводимость )2224 = Л24/Лик, при 26 = сопя! (5.1б) н равна десятым или сотым долям мнллнсименса, а выходное сопротивление 1/)222, получается от единиц до десятков килоом. Для схемы ОБ 1, = 2„!2 — — !к, и, = = «Ь «2 — — ик 6 И фарМуЛЫ /2-ПараМЕтрОВ напишутся так: входное сопротивление )э об = Ли„б/Л(, ПРИ Ик.б = СОПЯ!(5.17) и составляет единицы или десятки ом; коэффициент обратной связи )ээ26 = Ли,б/Лико при 1, = сопя!(5.18) и имеет тот же порядок (10 4 — 10 ), что и для схемы ОЭ; коэффициент усиления тока является известным уже нам параметром «вЂ” ))22Э6! = П = Л24/Л(, ПРИ «к 6 = СОПЯ! (5.19) и обычно равен 0,950 — 0,998; токи и (, имеют разные знаки, поскольку один из них «втекает» в транзистор, а другой «вытекает» из него, и тогда параметр )22,6 имеет знак «минуш>, т.е.
"ги = — «; выходная проводимость )2226 = Л!к/Лик.б ПРИ 2, = СОПЯ! (5.20) и составляет единицы микросименсов и менее; выходное сопротивление 1/)2226 обычно сотни килоом, т.е. значительно выше, нежели в схеме ОЭ. При любой схеме включения )2-параметры связаны с собственными параметрами транзистора. Например, для схемы ОБ )эиб Ээ+ 26(! П) /22!б !2~26 ке гб/э'; )2226 ж !/гк, (5.2!) а для схемы ОЭ гэ )э~и = гб+ г,/(! — и); )2,2, = г,(! — п) « ! )22ээ = Р = —; /222э г« .
(5.22) 1 — а' ' г(! — «) Из этих формул можно определить собственные параметры, если известны Й-параметры. Все формулы связи между параметрами получаются из рассмотрения соответствующей эквивалентной схемы. Например, для схемы на рис. 5.9 можно написать (э «э-б 1«эГэ + 2«бтб %и= 7 и кб-о 1, ~к~э ! лк =г,+ " го=э,+(! — «)г„; ил» б Гб 26 )2126 (' э -6 э,л,=б 26 э Эк таК КаК Гб ~ Гк 1, = — ец «.б=о /2226 = = !/(Ук + Уб) 1/г„. Аналогично можно получить формулы для схемы ОЭ (рис. 5.!О]. В табл.
5.1 для схем ОЭ и ОБ указаны значения )э-параметров, причем вместо )222 дано выходное сопротивление 1/622. Находятся )2-параметрьэ по характеристикам для заданной точки в соответствии с формулами, приведенными выше. В качестве примера найдем )2-параметры транзистора для схемы ОЭ. Из выходных характеристик (рис. 5.12, а) можно найти для заданной точки Т параметры 'А„, и )222« По приращениям Л(„и Л(6 между точками А и Б при постоянном напряжении и,э получим )22 э,= (3 = Лэк/Л26 = 1 мА/40 мкА = 25. Таблича 5.1. Значеннв л-параметров Отношение приращений Л)„и Лико между точками В и Г при постоянном токе )а дает возможность определить Б Ж /Лн 04 10-з/14 =28,6 10 еСм, Для определения 61м необходимо иметь не менее двух входных характеристик, снятых при разных н„.
Но в справочниках обычно приводится только одна характеристика, из которой Ь,м найти нельзя 1входную характеристику при и„о = 0 для определения параметров не следует использовать). Поскольку параметр Йпх не применяется для простейших практических расчетов, мы не будем заниматься его определением из характеристики. Кроме системы Ь-параметров пользуются также системой параметров в виде проводимостей, или у-параметрами.
Для низких частот они являются чисто активными, и поэтому их иногда обозначают буквой д с соответствующими индексами. Эти параметры определяют при коротком замыкании для переменного тока на входе или на выходе что соответствует выходному сопротив- лению !/Ьи, = 1/128,6 10 е) См як 36200 Омке 36 кОм.
На входной характеристике 1рнс. 5.12, б) указана точка Тдля того же режима, что и на выходных характеристиках. По прирашениям Лико и Л)е между ~очками А и Б при постоянном' напряжении и„, находим йп, = Лик.„/Же — — 50 мВ/20 мкА = = 2500 Ом. а) МЯ 4 б) вия 50 ггб 50 20 10 0 2 Ф б В 10 12 14 В Рн с. 5 л 2. Выходные 1а) н входная (б) хара ктернстнкн тра нзнстора, включенного по схеме Оэ транзистора по следующим формулам. Входная проводимость у„= Ь(г//Зиг при иг = сопв1. (5.23) Нетрудно видеть, что у„ является величиной, обратгзой й„: уы = 1/Ьы.
(5.24) Проводимость обратной связи угг = Жг/Лиг при и, = сопв1. (5.25) Параметр у,г показывает, какое изменение тока (г получается за счет обратной связи при изменении выходного напряжения и, на 1 В. Проводимость управления ('крутизна) уг, = А1г/Ьи, при иг = сопв1. (5.26) Величина уг, характеризует управляющее действие входного напряжения а, на выходной ток (г и показывает изменение (г при изменении и, на 1 В; значение у„— десятки и сотни миллиампер на вольт (миллисименс). Выходная проводамость угг = А(г/Лиг при и, = сопз1.
(5.27) Заметим, что у„и Ьгг являются различными величинами, так как они определяются при разных условиях (и, = сонм и (г = сопв1). Параметр уг, связан с )г-параметрами простым соотношением Угг ~гг/"11 (5.28) правильность которого предоставим проверить читателю.
В систему у-параметров иногда добавляют еще статический коэффициент усиления по напряжению > = — Аиг/Ьиг при (г = сопв1'.(5.29) Параметр р связан с другими у-параметрами соотношением Р = Угг/Угг (5.30) Рнс. 5.13.'Эквнвалентная схема транзистора с использованием у-параметров и составляет у транзисторов тысячи. При помощи у-параметров токи и напряжения транзистора можно связать уравнениями 1, = уг,(/ г + ум Пег; 1 г = Угг(7 г + Угг(/ г. (5.31) (5.32) Уг = Угг + Угг,' Уг = Ум + Угг1 Уе = — Угг' У = Угг — У~г (533) Генератор тока у(/ г в данной схеме учитывает усиление тока. Эти уравнения показывают, что-входной ток 1, складывается из тока, создаваемого входным напряжением (/ г в элементе у„схемы, и тока, возникающего во входной цепи от напряжения (/ г за счет обратной связи.
А выходной ток 1, складывается из усиленного тока угг(/, и тока, создаваемого в элементе у„напряжением П г. Для системы у-параметров может быть применена эквивалентная схема, изображенная на рис. 5.13 и соответствующая уравнениям (5.3!) и (5.32). В этой схеме генератор тока угг(/ г учитывает усиление, создаваемое транзистором, а генератор тока'уггП г — внутреннюю обратную связь в транзисторе. Иногда транзистор представляют в виде эквивалентной П-образной схемы с проводимостями (рис. 5.14), которые связаны с у-параметрами следующими соотношениями: ' Постоянство коялекторного тока может быть достигнуто лишь в том случае, еслн изменения напряжений противоположны по знаку, поэтому в формуле стоит знак «мннусхч А сам коэффициент Н является положительным.
88 Рнс. 5.14. Эквивалентная П-образная схема транзистора ГЛАВА ШЕСТАЯ РАБОЧИЙ РЕЖИМ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ Достоинство у-параметров — их сходство с параметрал1н электронных ламп. Недостаток заключается в том, что практически очень трудно, измеряя у,з и ухо обеспечить режим короткого замыкания для переменного тока на 6.1. РАСЧЕТ РАБОЧЕГО РЕЖИМА Рабочий режим, т. е. режим усиления, транзисторов был уже частично рассмотрен в гл.
4. Это режим, когда транзистор работает с нагрузкой Гс„ в выходной цепи. Обычно сопротивление нагрузки во много раз меньше выходного сопротивления К„„самого транзистора. В частности, это условие выполняется, если нагрузка шунтирована малым входным сопротивлением следующего каскада. В таких случаях для упрощения расчета можно приближенно считать, что транзистор работает в режиме без нагрузки. В зависимости от того, в каком режиме работает источник колебаний во входной цепи, усиление будет происходить с ббльшими или меньшими нелинейными искажениями. Рассмотрим два наиболее характерных случая. Пусть источник колебаний создает синусоидальную ЭДС е,„= Е „з1п азг и имеет внутреннее сопротивление К„„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
