Архитектура и города

Параметры транзисторов.

Система h- параметров.

Свойства транзисторов оцениваются по их параметрам. При определении этих параметров транзистор рассматривается как активный четырехполюсник, т.е. такой четырехполюсник, у которого мощность электрических колебаний на его выходе превышает мощность колебаний на входе и имеется внутренний источник электрической энергии (см.рис).

Положительные направления переменных напряжений и токов на входе U1, I1 и на выходе U2, I2 , показанные стрелками, приняты условно. В активном четырехполюснике зависимости между переменными составляющими напряжений и токов в цепях выражают тремя системами параметров: Z, Y и h. Наибольшее практическое применение получила система h- параметров, которую называют смешанной из- за наличия в ней размерных и безразмерных величин. Параметры этой системы в отличие от систем Z и Y нетрудно измерить для реального режима работы транзистора.

В системе h- параметров в качестве независимых переменных приняты ток I1 и напряжение U2. Тогда, для U1 и I2 получим следующие зависимости: U1=f(I1 ,U2 ) и I2= f(I1 ,U2 ), (7)

Зависимости (7) для сигналов малых амплитуд позволяют записать связь между напряжением и токами на входе и выходе следующими выражениями: DU1=h11DI1+h12DU2 (8)

DI2=h21DI1+h22DU2. (9)

Схема для определения h- параметров транзистора: h11 (a), h12 (б), h21 (в), h22 (г).

Для определения h- параметров создают режим холостого хода на входе (DI1=0) и режим короткого замыкания на выходе (DU2=0). Условия DI1=0 и DU2=0 означают, что при определении соответствующего h- параметра входной ток I1 или выходное напряжение U2 неизменны, т.е. I1=const или U2=const.

Параметр h11— представляет собой входное сопротивление транзистора и измеряется при короткозамкнутом выходе (рис.а) по переменному напряжению. Так как в этом режиме DU2=0, то из (8) следует: , (10)

Параметр h12— является коэффициентом обратной связи по напряжению и показывает, какая часть напряжения с выхода транзистора поступает на вход, т.е. характеризует глубину обратной связи. Определяется при разомкнутой входной цепи (рис. б), т.е. при DI1=0, тогда из (8) получим:

, (11)

Параметр h21— это коэффициент усиления по току, представляющий собой отношение тока на выходе к входному току. Определяется при короткозамкнутом выходе (рис. в). Из (9) при DU2=0, следует: , (12)

Для схемы с ОБ h21 соответствует a. Для схемы с ОЭ h21 соответствует b. Коэффициент усиления по току b для схемы с ОЭ может быть выражен через a:

Параметр h22— является выходной проводимостью и определяется как отношение выходного тока к выходному напряжению при разомкнутых входных зажимах (рис. г) по переменному току. При DI1=0 из (9) получаем: . (12)

Определение h- параметров по статическим характеристикам.

В справочниках h- параметры обычно приводятся для схемы с ОБ. Для других схем включения транзисторов их надо либо пересчитывать по формулам, либо определять по статическим характеристикам. Следует отметить, что для схемы с ОБ h- параметры определяют так же по статическим характеристикам. Определение h- параметров выполняют по семейству входных и выходных статических характеристик в соответствии с формулами и определениями, изложенными выше. При этом принимается, что независимые переменные I1 и U2 неизменны, т.е. const. Следует иметь в виду, что в схеме с ОБ I1=IЭ=const, а в схеме с ОЭ I1=Iк=const. Что касается выходного напряжения, то для обеих схем U2=Uк=const с той лишь разницей, что в схеме с ОБ Uк=const для характеристик IЭ=f(UЭ), а в схеме с ОЭ Uк=const для характеристик Iб=f(Uб).

Рассмотрим пример:

Определить h- параметры по семействам выходных и входных характеристик транзистора, включенного по схеме с ОЭ. Рабочая точка А с I1=Iб=200 мА и U2=Uб=-20 В.

Показания на выходной и входной характеристиках.

Переменные величины, по которым необходимо определять h- параметры, будут: DI1=DIб; DI2=DIк; DU1=DUб; DU2=DUк.

Параметры h21 и h22 находят из семейства выходных характеристик. Для определения параметра h21 (коэффициент усиления по току) берут приращение DIк и DIб между точками А и В при постоянном напряжении DUк=-20 В:h21= .

Параметр h22 (выходная проводимость) определяют по приращениям тока и напряжения коллектора при I1=Iб3=const. Для этого на характеристике с Iб3=200 мА берут точки С и В, и строят характеристический треугольник СВК, из которого находят DI2=DIк’ и DU2=DUк’.

(мА/В)

Параметры h11 (выходное сопротивление) и h12 (коэффициент обратной связи по напряжению) определяют из треугольника АВЕ семейства входных характеристик. Треугольник АВЕ строят на характеристике с Uк=-20 В по базовым токам IБА=200 мА и IБВ=400 мА, что соответствует изменению тока базы между точками А и В (рис.а). Между точками А и В (рис. б) находят DIб и DUб при UК3=const. Приращение DUк определяют по смежным характеристикам, на которые опирается треугольник АВЕ. Таким образом получаем:

загрузка…


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *