Математическая модель транзистора (модель Эберса-Молла). Малосигнальные параметры транзистора (h -параметры).
Общая эквивалентная схема транзистора.
При описании транзистора как четырехполюсника один из его трех выводов — базы, коллектора или эмиттера — является общим для входного и выходного контуров. В наиболее распространенной схеме с общим эмиттером (рис. 14.1) напряжения двух других выводов отсчитываются относительно эмиттера — входным является напряжение между базой и эмиттером uб.э,выходным — напряжение uк.э между коллектором и эмиттером; соответственно входным током является ток базы iб, выходным — ток коллектора iк.
uб.э = f1(iб, uк.э);
iк= f2(iб, uк.э)
Связи между напряжениями и токами транзистора имеют нелинейный характер и выражаются семейством входных и выходных характеристик. Однако во многих транзисторных устройствах, например в усилителях, необходимо обеспечить пропорциональность изменения входных и выходных сигналов. Несмотря на нелинейность характеристик, это возможно при малых переменных составляющих токов Δi(t) и напряжений Δu(t), которые накладываются на относительно большие постоянные составляющие i0, u0 в рабочей точке A, создаваемые отдельными источниками питания, включенными в цепь. Для описания малых отклонений токов i = i0 + Δi и напряжений u = u0 + Δu от их значений в рабочей точке (Δi << i0, Δu << u0) возможна линеаризация характеристик в окрестности рабочей точки; тогда рассматриваемые отдельно малые сигналы Δu и Δi связаны линейными соотношениями:
|
|
|
Для синусоидальных сигналов эти уравнения можно записать в комплексной форме, используя индексацию входных и выходных величин, принятую в теории четырехполюсников: Δuб. э =U1 ; Δuк э =U2 ; Δiб = İ1; Δiк = İ2: 
Отсюда следует, что частные производные, выражающие связи между малыми сигналами, представляют соответствующие H-параметры транзистора (малосигнальные парaметры). При рассмотрении малосигнального режима в окрестности фиксированной рабочей точки эти параметры они являются постоянными.
Из приведенных соотношений следует и способ определения гибридных параметров транзистора. В режиме короткого замыкания на выходе для переменной составляющей U2 или постоянства выходного напряжения uк. э = uк. э0 = const определяются параметры H11 и H21:
Параметр h11 в схеме с общим эмиттером определяется как отношение приращения входного напряжения база-эмиттер к вызвавшему его приращению тока базы при фиксированном значении напряжения коллектор- эмиттер:
h11 = (ΔUбэ/ΔIб)|Uкэ = const.
Он имеет смысл и размерность дифференциального входного сопротивления транзистора в режиме малого сигнала.
Параметр h21 в схеме с общим эмиттером определяется как приращение тока коллектора к вызвавшему его приращению тока базы при фиксированном значении напряжения коллектор-эмиттер:
|
|
|
h21 = (ΔIк/ΔIб)|Uкэ = const.
Он называется дифференциальным коэффициентом усиления транзистора по току или коэффициентом передачи по току. Значения дифференциального h21 и статического βст коэффициентов усиления по току достаточно близки.
Параметр h12 в схеме с общим эмиттером определяется как отношение приращения напряжения база-эмиттер к вызвавшему его приращению напряжения коллектор-эмиттер при фиксированном значении тока базы:
h12 = (ΔUбэ/ ΔUкэ)|Iб = const.
Он характеризует влияние выходной цепи транзистора на входную цепь вследствие имеющейся внутренней обратной связи между ними и называется коэффициентом обратной связи по напряжению.
Параметр h22 в схеме с общим эмиттером определяется как отношение приращения тока коллектора к вызвавшему его приращению напряжения коллектор-эмиттер при фиксированном значении тока базы:
h22 = (ΔIк/ΔUкэ)|Iб = const.
Он имеет смысл и размерность дифференциальной выходной проводимости, обратной выходному сопротивлению транзистора в режиме малого сигнала. Выходная проводимость H22 определяется в режиме холостого хода на выходе для I1 или iб = const.
|
|
|
Указанные параметры биполярных транзисторов могут быть определены на основе их ВАХ.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 615; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!