Біполярний транзистор як активний чотириполюсник

(h-параметри)

 

Статичні ВАХ використовуються при розрахунках електронних схем з великими рівнями вхідних сигналів. Якщо рівень вхідного сигналу малий і транзистор працює на лінійній ділянці ВАХ (робота в режимі малого сигналу), його можна подати як активний лінійний елемент (чо­тириполюсник), зображений на мал. 2.11.

 

Величини U1, І₁ є вхідними, а U₂ ,І₂ — вихідними. При аналізі роботи чотири­полюсника два параметри вибирають­ся як незалежні змінні, а два інші є їх лінійними функціями. У зв'язку з цим роботу чотириполюсника можна охарактеризувати шістьма системами лінійних рівнянь, кожна з яких складається з двох рівнянь.

Найчастіше використовується система рівнянь, у якій незалежними змінними величинами є вхідний струм I₁ та вихідна напруга U₂:

(2.9)

 

 

Із системи рівнянь (2.9) можна знайти повні диференціали функцій U ₁ тa I₁

 

 

 

(2.10)

Якщо замінити диференціали функцій незначними приростами амплі­тудних значень струмів (di = ∆I) та напруг (du = ∆U) і ввести нові позна­чення для частинних похідних, то система рівнянь (2.10) матиме вигляд:

(2.11)

 

 

Величини коефіцієнтів h визначаються при створенні режимів холостого ходу на вході чотириполюсника і короткого замикання на виході за змінного складовою струму.

З режиму холостого ходу на вході, коли можуть бути визначені:

 

- коефіцієнт зворотного зв'язку за напругою h₁₂ та вихідна провідність транзистора

 

(2.12)

 

 

З режиму короткого замикання на виході, коли U _г = 0, можна визначити коефіцієнт зворотного зв'язку за напругою h₁₁, вхідний опір та коефіцієнт передачі за струмом h₂₁

 

 

(2.13)

 

Вказана система рівнянь (2.13) називається системою h-параметрів. Значення h-параметрів наводяться у довідникових матеріалах на транзис­тори. Залежно від схеми вмикання транзистора h-параметри мають різні значення. Тому вони позначаються відповідною літерою в індексі

( наприклад, для схеми з CE – h11э, з CБ – h11Б, з СК – h11К і т.д.).

 

Перевагою системи h-параметрів є порівняна простота безпосеред­нього вимірювання величин коефіцієнтів h (для отримання їх експери­ментальних значень).

При розрахунках також використовується фізична –T подібна модель транзистора. На мал. 2.14 зображена така модель транзистора для схеми з СЕ. Тут прийняті наступні позначення:

r _б - об'ємний опір бази транзистора;

r _е - прямий опір емітер-ного переходу;

β - коефіцієнт передачі за струмом.

r_K(Е) - зворотний опір колекторного переходу;

 

Існує зв'язок між фізичними та А-параметрами. Так, для схеми з СЕ маємо

 

 

(2.14)