Изъюров Г.И. - Расчет электронных схем (1266568), страница 9
Текст из файла (страница 9)
2.14,б. Применив к этой схеме уравнения Кирхгофа, найдем напряжение на входе: (1 — л) 1, гбг„ 1 !«1+ !б+!« Следовательно, входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе для переменного тока ('1 (1 з)гб!« 1'иг = — = !'«+ !'б+ Г Это точное выражение можно упростить. Учитывая, что Г„л гб, можно записатгц йц, ге г«+ гб (1 — а), Из схемы на рис. 2.14,б видно, что (! — Ц) 1!У„гб 1,+И',=(//У„, но и=— ге+ г„ Следовательно, (1 ц)1«уб луб+ Йу +1б — бгб ! = — з/ — — '-=-1 г= 1 гб + г„ ~ гб + г„ откуда 12 ~ Гб + йгк 11 с б Гб+Г« Разделив числитель и знаменатель почленно на г„, получим )22!б -(Гб/Г«+ б!)/П + Гб/'«)- Так как и 1, Гб/у«« 1 то )22!б ~ — щ ПаРаметРы й!2б и й,и опРеделаютса в Режиме холостого хола входной цепи для переменного тока (при разомкнутых входных зажимах).
При этом зависимый генератор тока выключается. Нетрудно заметить, что в этом случае 6!2б= = Гб/(ГГ, + Г«) И )222б = 1/(Уб + Г«). Решение Уравнения для системы 2-цараметров имеют вид 1/, = 2„11+ 2,212, (12 — — 22111 + 22212. Уравнения лля системы у-параметров таковы: 11 = Уы (/! + Угх (/г. 12 = У2! «!1 + У22«12. Переход от одной системы параметров к другой удобно осуществлять с помощью определителей. Решая уравнения первой системы относительно 1, и 1.„получаем (7 2,2 «!2 222 222(/1 — 221 Га 222 21 2 (/г 1 Ьг Ьх 21! 212 221 222 бм 22 ()2 22 12= = 11 «'г Лх Ьб ' Ь2 где Ьх = 211222 — 2 222 — детерминант матрицы.
Сопоставляя коэффициенты перед 1!1 н (/2 из уравнения второй системы с соответствующими коэффициентами из уравнений первой системы, выведем искомые соотношения: У 222/Ьг У12 212/Ьб У21 211/Лб У22 211/ 2.14. Выразить параметры транзистора (2!2, и йц, в схеме ОЭ через й-параметры транзистора в схеме ОБ. Решение Схема замещения транзистора с о5щей базой изображена на рис. 2.15,а. Если данный транзистор включить по способу ОЭ, то схема замещения примет вид, показанный на рис. 2.15,6.
По определению, (/б«« + и 1 «б 1 1126 1' кб йэ„ или 1!11б)эггб — 11 + )эг!а) й!гб )21 1б)гггб )г!гэ бл )2!26. 1 + )221б э лб Решение 5 д 55 54 если 1, =О, та 1к = — 1, и таг. (Рис 2.15,а) 1 = — (1+ )1214) 1,. Так КаК )ггэб яВЛяЕтСя ПРОВаднМОСтЬЮ, та 1 = )гггб11„б = — (1 + )Эгэб) 1,.
Используя второй закан'Кирхгафа, для выходного ко!нура на рис. 2.15,д л!ажно написать Камбнннруя два лосгедних выражения, получаем 1!1!б)гггб ~кб + )221б11кб ~~б + г«э + и 1У„бээ12'„,— 1 + )221б "! )где+11 — )гпб)И+122!а) Следовательно, ги ~~к! )2114)гггб + 11 11 па) [1 + )гг!б) оз!'ку "пб « 1 и )гггб)21!б « 1 + )гггб, зта формула упрошается: 1'бэ По апРеделению, йн — —,т. е.
данный параметр 1э б о =б определяется в режиме короткого замыкания на выхоле. Замкнув выходные зажимы в схеме на рис. 2.15,а, получим схему, изображенную на рис. 2.16 Отметим, что в этом случае 11„б = б ' Применив второй закон Кирхгафа для входного контура, ПаЛУЧИМ У„б — 1!11б1э — 1!!гб1э',в =О. КОМбИНИРУЯ Даа ПОСЛЕЛНИХ выражения, получаем Применяя первый закон Кнрхгафа для узла Б, полу- б чаем э 1б + 1„+ 11ги1э — )гггб к!4, = 0 )22 !б 14 =П+йги) — ~Ъэ+)гггбПб. )21!б Следовательно, Пбэ 121!б )21!э 1б )2116)гггб + 11 )2126)11 + )221б) Это выражение является точным. Так как 6!гб «1 и йг,бйнб«1+)22!б, то выРажение пРиводится к виду й1Ь )21!б! 11 + )22!б) 2.15.
Определить, являются ли совмесгнмымн типовые значения параметров некоторого транзистора, включенного по схеме ОБ: Ьнб — — 30 Ом; )гггб = 4. 10 з; Ьггб = — 0.97; )!ггб = = 1 ° 10 ' См. Параметры заданы лля рабочей точки: 1)кв = 5 В: 1э= 1 мА. Необходимость прелварительнай проверки совместимости всех четырех й-параметров вызвана тем, чта анн характеризуют адин и тот же транзистор и поэтому между ними сушесгвуют вполне определенные соотношения. В справочниках же даются усредненные значения параметров, которые могут этим = -90 Ом; Решение Ьив — г, 30 — 26 = 133 Ом.
1+(Ьг«в! 1 — 097 Теперь находим параметр Ь«п: Риа гл7 56 соотношениям не удовлетворять. Иначе говоря, приняв для расчета приводимые в справочниках типовые значения параметров, можно получить абсурдные результаты. Проверку совмесщмастн параметров транзистора производят, вычисляя с помощью этих параметров значения сопрот««- влений Т-образной схемы замещения.
В качестве лр«ггерия совместимости принимают полажение а том, чта все три сопротивления Т-образной схемы замещения с одним зависимым генераторам должны быть ««плавт«тельны. Найдем собственные параметры транзистора по формулам = — Ьг«в =0,97; й гв 4 10-з гв =, =4000 Ом; Ьггв 1 ' 10 ! + 1«г«6 ««= йпв — й,«„— — /= й,ж — гв(1 — и) = 30 — 4000(1 — 097) = ~ й / 1 1 1 г = — — гв гк = — =1 МОм. йггв йггв 10 ' Поскольку значение параметра г, получилась отрицательным, приведенные в условии залачи значения параметров являются несовместимыми. Отрицательное значение сопротивления г, обусловлена слишком большим значением гв, а последнее — большим значением параметра Ь«ж.
При несовместимости параметров в качестве исходных данных при расчете принимают три каких-либо й-параметра из четырех, имеющихся в справочнике, а четвертый определяют с учетом выбранных значений трех ос~альных, задавшись дополнительно значением одного из сопротивлений схемы замещения транзистора.
Например, в рассматриваемом случае принимаем йп,=30 Ом; й„в= — 0,97; )«ггв=! мкСм и полагаем, что значение сопротивления эмвттера г, в схеме замещения транзистора прн 1«'кв = — 5 В в 1э = 1 мА составляет 26 Ом. Полагая г,=26 Ом и а=бай««в(, нахалим гв по формуле йсв=«,Ь„=133-!0 '=0,!33 10 '. 2.16. Па входным хара««терно«икал«транзвстара в схеме ОБ (рис. 2.4, а) в рабочей точке с напряжением змиттер — база (7эв = 0,62 В и напряжением коллектор — база Укв = — 5 В определить параметры йп, и Ь„в. Ответ: йп =15 Ом, Ьнв = 1.4 10 '.
2.17. По выходным характеристикам транзистора в схеме ОЭ (рис. 2.13, 6) в рабочей точке с нацр«гженнем коллектор— змнттер Укэ — — — 8 В и такам базы 1в= 400 мкА определить параметры Ьго и Ьгп Ответ: йг„—— 17, йгг«=2 10 См. 2.18. По выходным характеристикам транзистора в схеме ОБ (рнс. 2.4,6) в рабочей точке с напряжением коллектор — база 1«кв 6 В и токам змиттера 1э = 3 мА опрелелить параметРы Ьмв, йггг.
Ответ: Ьгж —— — 0,98, йггз = 40 мкСм. Аналитический расчет рабочего режима 2.19. В цепи, изображенной на рис. 2.17, а, Е» = — 10 В, К„= = 2 кОм, К, = 1 кОм. Определить входное сопротивление цепи, если коэффициент передачи тока базы транзистора (3 = %. Входное сопротивление «Г,„= (1в«7л. Так как ввиду малое«и могкна пренебречь падением напряжения на эмиттерном переходе, то Ов ж — 1,К„а 1, = — 1в((3+ 1). Следовательно, Бм = = 1в ((3 + Н «л«/1в = 1 (50 + 1) = 51 кОм. Эта примерное значение входного сопротивления получена без учета сопротивления эмигтера г, и сопротивления базы гв. Если учесть эти сопротивления, то формула лля входного сопротивления будет иметь внд й,„=(г«+ «л,)((3+ 1) +«в.
На практике г, (с«л«и гв (< К,((3+ 1), поэтому приблвженна можно считать, что К,„а й«()3+ 1), Здесь не было учтено также влияние сопротивления эк. Схема замещения, учитывающая это влияние, показана на рис. 2.17,б. Предположим, что эв„= со и генератор тока ()16 отсутствует. Тогда ток коллектора 1в равен нулю и входной ток базы 16 определяется только гб и й,. В таком случае й,„= гб -Л + й,. Теперь допустим, что сопротивление ээ„* бесконечно, но имеется генератор тока (Уб.
Следовательно, источник (/6 вызывает ток /б, а источник р16 будет вызывать ток коллектора 1к = = ()16. Эти таки вызывают на сопротивлении й, падение напряжения й,(16+ (316). Из анализа схемы следует, что СУб — й,(б+ 1)/б 16 гб Решив это уравнение относительно 1б, получим Уб "- гг,+й,(В+!) Тогда входное сопротивление йвк ~'6/16 эб+йэ(()+ 1!' Будем считать, что сопротивление гв коне пю. При уменьшении эвк все большая часть тока (316 будет проходить через это сопротивление, вместо того чтобы нити к коллекторным выводам и создавать ток коллектора. Следовательно, падение напряжения на резисторе й, будет меньше и входное сопротивление будет уменьшаться. Проанализируем это явление, заменив в схеме на рис. 2.17,б генератор тока генератором напряжения. Используя метод эквивалентного генератора, получим схему, показанную на рис.
2йй. Для контуров можно записать: и, = (гб + й,) 1, + йА; О=(й,-К)16+(й,+ *„+й„)1,. Решим эти уравнения относительно 1, 16 йэ 1 йэ+ Эк + йв " б + йэ й, — Рг'„ й, + „ + й„ Пб(й,+ 4+ й„) (гб+ й,)(й, + гк + йв) — йэ(й, (),„*) Преобразуем знаменатель дроби: гб(йэ+ эк+ йв) + йэ+ йээк+ йэйв йэ+ йэК гб (й, + г„* + й„) + й, )г„" (б + 1) + й„1. Если числитель и знаменатель уравнения для 1б разлелить на йэ+гв+йв, то можно переписать это уравнение в виде 1, = ~Уб/й,„, где й,„— выходное сопротивление.
Следовательно, входное сопротивление й, Щ) + 1) + йвЗ' Разделив чнслитель и знаменатель на г'"„, получим й,((Р+ 1) + йв/гв1 1 + (й, + йв) ф„" Получено точное выражение для входного сопротивления. Из этого выражения можно выяснить роль сопротивления эк. Если (й,+й,)/гв к 1, то й„М ж 1 и тогда уравнение принимает вид й,„= гб + й,(() + 1). гв/э16 гв к б)„ кя Р .ж1в Рив 2.19 220.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
