Параметри транзистора як чотириполюсника

При роботі транзистора з малим сигналом можна вважати, що робочі ділянки ВАХ біполярного транзистора є лінійними, а сам транзистор є лінійним підсилювачем (елементом). При цьому його зручно представити у вигляді активного лінійного чотириполюсника (рис. 3.8).

 

Рисунок 3.8 – Подання біполярного транзистора у вигляді лінійного чотириполюсника

 

Зв’язок між вхідними сигналами і вихідними сигналами встановлюється у вигляді шести систем рівнянь першого порядку.

Найбільш часто використовується система рівнянь, в якій незалежними величинами є вхідний струм і вихідна напруга

 

, (3.1)

 

Із системи рівнянь (3.1) можна визначити повні диференціали функцій і

 

(3.2)

 

Якщо замінити диференціали функцій амплітудними значеннями струмів і напруг і ввести нові позначення для часткових похідних, то система рівнянь (3.2) буде мати вигляд

 

(3.3)

 

де – вхідний опір транзистора, при короткому замиканні на виході;

– коефіцієнт зворотного зв’язку по напрузі, при холостому ході на вході;

– коефіцієнт передачі по струму, при короткому замиканні на виході;

– вихідна провідність транзистора, при холостому ході на вході.

Система рівнянь (3.3) має назву системи h-параметрів. Іноді її називають гібридною системою, оскільки незалежними змінними є вхідний струм і вихідна напруга.

Перевагою системи h-параметрів є простота вимірювання характеристичних коефіцієнтів h. Так, наприклад, для визначення параметрів h₁₁ і h₂₁ режим КЗ легко забезпечити шунтуванням виходу транзистора достатньо великою ємністю. Режим ХХ для визначення h₁₂ і h₂₂ здійснюється за рахунок ввімкнення на вході транзистора достатньо великої індуктивності.

Для вивчення властивостей транзисторів використовують також систему z-параметрів або параметрів холостого ходу

 

(3.4)

 

і систему y-параметрів або параметрів короткого замикання

 

(3.5)

 

В цих системах:

z₁₁(y₁₁) – вхідний опір (провідність) транзистора;

z₁₂(y₁₂) – опір (провідність) кола зворотного зв’язку;

z₂₁(y₂₁) – опір (провідність) кола прямої передачі;

z₂₂(y₂₂) – вихідний опір (провідність) транзистора.

Параметри z₁₂, y₁₂ характеризують внутрішній зворотній зв’язок в транзисторі, а параметри z₂₁, y₂₁ – підсилювальні властивості транзистора.

Для вимірювання z-параметрів необхідно здійснити режим холостого ходу у вхідному і вихідному колах, тому цю систему іноді називають системою холостого ходу. Ця система не завжди зручна, так як на практиці важко здійснити режим холостого ходу на виході через достатньо високий вихідний опір транзистора.

Для вимірювання y-параметрів необхідно забезпечити режим короткого замикання на вході і виході біполярного транзистора. Тому систему y-параметрів іноді називають системою параметрів короткого замикання.

Недоліком y-параметрів є складність забезпечення режиму короткого замикання на вході через низький вхідний опір біполярного транзистора.

Між параметрами всіх систем, а також між параметрами однієї системи при різних схемах вмикання існує однозначний зв’язок, який забезпечує перехід від однієї системи параметрів до іншої.

Для схеми з СЕ параметри записуються з індексом h_11Е , z_11Е ,для схеми з СБ – h_11Б , z_11Б і т.д. В довідниках наводяться, як правило, h-параметри для схеми з СБ, при цьому індекс Б не ставиться.