1629382485-048081f33d7067cb67d6bd3d4cee7eee (846428), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Физические процессы в транзисторе,определяющие его значение подробно рассматривались в § 12-2 ,а зависимость коэффициента а от тока I э и напряжения t/к в —в § 12-4.Для большинства транзисторов fe2l6 = 0,95 н- 0,99.Выходная проводимость/¿226 = И гг "Л £ /К бI|i3 = e « « t(12-97)v'— это отношение изменения выходного тока к вызвавшему егоизменению выходного напряжения в режиме холостого хода входной цепи по переменному току.IЗависимость параметра h22б = --------- от физических величин,Тк. дифтока / э и напряжения ¿7Кв показывает соотношение (12-46).Выходная проводимость имеет значение около 10~в — 10~7 См.Система /г-параметров для схемы с общим эмиттером. В этойсхеме= /б5 i2 = I к! Н = С/Бэ и и 2 = t/кэ — входные и выходные токи и напряжения иные, чем в схеме ОБ, но определениявсех четырех Л-параметров, приведенные для схемы ОБ, сохраняютполностью смысл и для другой схемы включения.Входное сопротивлениег,113 —ДС/р~'БО' Б(12-98)и К Э = С°П51отличается по величине от параметра /гпб, так как в отличие от(12-94) в знаменателе (12-98) стоит Д /Б — приращение тока базыкоторое значительно меньше, чем Д /э при том же значении Д£/эв-При рассмотрении входной характеристики в схеме ОЭ мы ужеотмечали более пологий характер кривых / б = / ( С / б э ) ) ч т о исвидетельствует о более высоком входном сопротивлении транзистора в этой схеме.
Входное сопротивление /г11э в (1 + (5) разбольше /г 11о , т. е. составляет сотни килоом на начальном участкеи единицы килоом при токе I к около 1 мА.Коэффициент обратной связи по напряжениюДи'БЭТ'12Э ■ Ы]КОГп = const(12-99)аналогичен по смыслу параметру Л12б для схемы ОБ. Величина/г12э составляет примерно 10~3.Коэффициент передачи тока базыЛ/т”, 21Э— "д/,'кэ =const( 12 - 100 )— один из важнейших параметров, характеризующих работутранзистора в схеме ОЭ: /г21Э я« рд.
Связь этого параметра с ади физические процессы, влияющие на его значение, обсуждалисьв § 12-2 и 12-4.Поскольку обычно ад = 0,95 -=- 0,99 и более значение Л21эсоставляет несколько десятков или даже сотен.Выходная проводимостьКА/кДЕЛ кэ(12 - 1 0 1 )аналогична по смыслу параметру Л22с для схемы ОБ: 1//г21б =— г к. днф — дифференциальному сопротивлению коллекторного перехода в схеме ОЭ. Вследствие большей зависимости тока I к отвыходного напряжения, нежели в схеме ОБ, величина Л22, в десятки раз больше параметра /¿22б и составляет примерно 5 -10“6 См.- Система /¿-параметров в схеме с общим коллектором. В этойсхеме ¿х = / Б; ¿2 = Аз; их = #бк; «2 ®= и ЭК’В ходное сопротивление'I1K ■дг/ Б Кд/.U э к = const.( 1 2 - 10 2 )Значение НЦ К«11ЭКоэффициент обратной связи по напряжениюДUБК‘ 12К■ д и,экВ этой схеме Л12К = 1.Коэффициент передачи токаД /эt(12-103)Значение этого параметра примерно такое же, как и в схемеОЭ, так как / э да / к и, следовательно, Л/э да Л/кВыходная проводимостьAir^22К— Шгэк(12-105)/ с = constЗначение /г22К то же, что и в схеме ОЭ: к2.2К да 5 -1 0 “5 См.Формулы, связывающие Л-параметры для всех трех схем включения транзистора, определяются выбранными направлениями токов в четырехполюснике.
В табл. 12-2 даны формулы для случая, когда токи /о и I к втекают в прибор. При этом /¿аю = — ад.Т а б л и ц а 12-2Схема ОБСхема o :jСхема ОК11й‘ 116‘ 11011э1In ■1 + / 1 2161+^216)гИ01г22П‘ 126‘21612э'l + h2 №h,21621э‘ 126__ л_21к '\+h 216h 22522622э'1 + h 2162261 + й 21бСистема «/-параметров содержит коэффициенты в виде частныхпроизводных в уравнениях (12-50) для четырехполюсника. Этипараметры, имеющие размерность проводимостей, являются дифференциальными проводимостями транзистора.Система ¡/-параметров часто используется при работе транзистора с малыми сигналами высокой частоты, когда токи и напряжения в транзисторе становятся комплексными величинами(см.
далее § 12-7). Поэтому в качестве ¡/-параметров используютсяполные проводимости транзистора в режиме малого сигнала.Так же как и для /г-параметров, к цифровому индексу ¡/-параметров добавляется буквенный индекс б, э или к соответственно для схем ОБ, ОЭ и ОК.Входная полная проводимость(12-106)Yu = - ^ A t/jU t — constопределяется отношением изменений комплексных величин входного тока к вызванному им изменению напряжения на входе прикоротком замыкании по переменному току на выходе.Полная проводимость обратной передачи>Л U> U, = constхарактеризуется отношением изменений комплексных величинвходного тока к вызвавшему его изменению выходного напряженияв режиме короткого замыкания по переменному току -па входе.. vY u —Полная проводимость прямой передачи— это отношение изменений комплексных величин выходноготока к вызвавшему его изменению входного напряжения при коротком замыкании по переменному току на выходе.Выходная полная проводимостьЛ /2(12-109)Д (J2 Ut — constопределяется отношением изменений комплексных величин выходного тока к вызвавшему его изменению напряжения на выходев режиме короткого замыкания по переменному току на входе.Смысл величин и выходных токов и напряжений для схемОБ, ОЭ и ОК был определен при рассмотрении /г-параметров.Из четырех ¡/-параметров только модуль проводимости У п ,являясь величиной взаимообратной hu (в обоих случаях осуществляется короткое замыкание по переменному току на выходе),совпадает по смыслу с соответствующей величиной в системеЛ-параметров и ее физическим эквивалентом — дифференциальнымсопротивлением гэ диф в схеме ОБ.Модуль выходной проводимости У22, определяемой при условии U x = const, отличается по смыслу от выходной проводимости/г22, для которой требуется условие I x — const.Формулы пересчета от ¡/-параметров к Л-параметрам былиданы в табл.
12-1.Определение малосигнальных параметров по статическим характеристикам транзистора осуществляется наиболее просто длясистемы /t-параметров. Все четыре параметра этой системы могутбыть определены по двум семействам характеристик: обратнойсвязи и передачи тока или же по семействам входных и выходныххарактеристик (рис. 12-15). Для этого необходимо прежде всеговыполнить графически условия, при которых определяются параметры: провести через заданную рабочую точку линии, параллельные осям координат и соответствующие, таким образом, условию постоянства тех или иных токов и напряжений. Второмуусловию постоянства тока или напряжения отвечает самахарактеристика.
Так, например, на входных характеристикахв схеме ОБ (рис. 12-15, а) мы получаем условия: / э = constи U кб = const. Точки пересечения проведенных линий с двумяхарактеристиками являются границами отрезков, величины которых определяют соответствующие приращения напряжений итоков. Для входных характеристик (рис. 12-15, а) соответственноопределяются: Д /э = 1 о — Г э ; ДЕ/эб = # э б — и э б и А £ / К б =— |^кб! —|^кб| •Последнее приращение определяется как разностьпостоянных напряжений II КБ для двух соседних характеристик.Рис. 12-15.
Олределепие /¡-параметровапостатическимхарактеристикам .— определение параметров Лц и Л „ п о семейству входных характери стик;в — оп р еделение параметров Л., и Л!2 п о семейству выходных характеристик.Значения /г-параметров подсчитываются по формулам (12-94) —(12-97). Используя измеренные на входных характеристикахприращения, можно определить, следовательно,— ДЕ/ав/Д/эи /г12 = ДС/эб/Д^кбЛегко усмотреть, что два других Л-параметра могут бытьподсчитаны с использованием приращений, измеренных по выходным характеристикам (рис.
12-15, б). Используя аналогичнуюметодику, можно определить /г-параметры по семействам двухдругих характеристик.12-7. РАБО ТА ТРА Н ЗИ С ТО РА С ВЫ СО К О Ч АСТО ТН Ы М ИИ И М ПУЛЬСНЫ М И СИГНАЛАМИДо сих пор мы рассматривали работу транзистора либо в статическом режиме при постоянных напряжениях и токах, либо привоздействии переменных напряжениях низкой частоты, когдавремя периода колебаний Т подводимого к транзистору сигналазначительно больше времени протекания физических процессовв приборе (времени диффузии или дрейфа носителей, заряда илиразряда диффузионной и барьерной емкостей и др.).Однако знакомство с основными физическими процессамив транзисторе в статическом режиме не оставляет сомнения в ихинерционности.
Эта инерционность проявляется, например, в диффузионном движении носителей в базе. Влияние на работу прибора в области высоких частот оказывают емкости Сэ и Ск эмиттер-ного и коллекторного переходов. Эти емкости включены параллельно сопротивлениям переходов гэ. пер и г„ пер. На низкихчастотах реактивные сопротивления емкостей Сэ и Ск очень велики и их шунтирующим действием можно пренебречь. С увеличением частоты реактивные сопротивления емкостей уменьшаются иих шунтирующее действие становится весьма существенным. Крометого, на высоких частотах постоянные времена заряда и разрядаемкостей Сэ и Ск становятся соизмеримыми с периодом колебаний.В общем случае емкости Сд и Ск включают как барьерные,так и диффузионные емкости переходов.
В зависимости от режимаработы транзистора (прямого или обратного напряжения на переходе) определяется степень влияния той или иной емкости.Таким образом, в области высоких частот или при работе с импульсными сигналами период колебаний или же время нарастания и спада импульсного напряжения (длительность фронтовимпульса) могут быть весьма малы, так что их величины будутсоизмеримы с временем протекания физических процессов в транзисторе. В этих условиях появляются фазовые сдвиги между напряжениями и токами в приборе, характеристические проводимости транзистора становятся комплексными величинами, изменяются по величине другие параметры прибора и, что особенноважно, коэффициент передачи тока. Уменьшение с ростом частотыкоэффициента передачи тока а обусловлено в основном уменьшением двух его компонентов: коэффициента инжекции у и коэффициента ап переноса дырок через базу.Так, например, емкость Сэ эмиттерпого перехода включенапараллельно сопротивлению эмиттерного перехода гэ пер, и, следовательно, входная проводимость транзистора — комплекснаявеличина:5^116 = --- ------------- Ь“ э .п е р( С э о 4 * С 3.б а р ) -(1 2 -1 1 0 )Емкости Сэ0 и Сэ, бар определяют инерционность процессовв эмиттериом переходе, но роль их в этих процессах различна.Напомним, что емкость Сэп определяется величиной заряда Дф,накопленного в базе в результате инжекции неосновных носителейзаряда (10-68).
Следовательно, диффузионная емкость как бызаряжается неосновными носителями зарядов, а время ее зарядасоответствует времени установления стационарного закона распределения неосновных носителей в базе.Барьерная же емкость обусловлена в основном неподвижнымизарядами ионизированных атомов примеси, оставшихся иескомпеисированными в запирающем слое перехода в результате уходаоттуда основных носителей заряда. Или, иначе говоря, барьерная емкость заряжается основными носителями зарядов, и токее заряда не связан с процессом инжекции, а значит и не передается в коллектор.Таким образом, ток инжекции через эмиттерный переход обусловлен не полной проводимостью Уп о, а лишь ее частью: двумяпервыми слагаемыми. Часть тока, текущего через эмиттерныйпереход, обусловлена реактивной проводимостью ¿соСэ бар.
Вследствие этого отношение тока инжекции к полному току в эмиттерном переходе уменьшается; снижается, следовательно, и коэффициент инжекции у, а с ним в соответствии с (12-17) и коэффициентпередачи тока а. Отставание тока ипжекции от тока, питающеготранзистор, характеризуют некоторым временем:¿зду ^г э. п ер С э. б а р -(1 2 -1 1 1 )Комплексный характер проводимости У п б свидетельствуеттакже о наличии фазового сдвига между током через эмиттерныйпереход и напряжением па переходе. При подаче в цепь эмиттера импульса тока, напряжение на эмиттерном переходе нарастаетне мгновенно, а в течение времени заряда емкости Сэ через сопротивление эмиттера и часть объемного сопротивления базы г g —сопротивление между эмиттерным переходом и выводом базы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
