2.5. H-параметры биполярного транзистора в схеме включения с общей базой

Параметры транзистора устанавливают связь между переменными составляющими токов в выводах транзистора и переменными напряжениями на электродах в выбранной рабочей точке.

При работе транзистора с сигналами малых амплитуд транзистор можно представить активным линейным четырехполюсником. Параметры четырехполюсника измеряются на переменном токе и являются дифференциальными. Наибольшее применение нашла смешанная система H - параметров. В этой системе параметры измеряются в режиме холостого хода на входе и в режиме короткого замыкания на выходе (по переменному току), т. е. в режимах, которые легко осуществить на практике. Независимыми переменными в этой системе являются ток на входеи напряжение на выходе, а функциями – напряжение на входеи ток на выходе. Система уравнений четырехполюсника имеет вид

(12)

Параметры H₁₁иH₂₁измеряются в режиме короткого замыкания на выходе, аH₁₂иH₂₂измеряются в режиме холостого хода на входе. Для схемы включения с ОБ входной ток, а выходной ток; входное напряжениеи выходное напряжение, тогда

(13)

- входное сопротивление, определяемое как отношение изменения напряжения эмиттер – база к изменению тока эмиттера при постоянном значении напряжения коллектор – база (не равном нулю);

(14)

- коэффициент обратной связи по напряжению, который определяется отношением изменения напряжения эмиттер – база к изменению напряжения коллектор – база при постоянном токе эмиттера;

(15)

- коэффициент передачи по току, который определяется как отношение изменения тока коллектора к изменению тока эмиттера при постоянном значении напряжения коллектор – база;

(16)

- выходная проводимость, определяемая отношением изменения тока коллектора к изменению напряжения коллектор – база при постоянном токе эмиттера.

H-параметры могут быть измерены на малом сигнале в рабочей точке с помощью специальных приборов либо определены:

а) методом двух отсчетов при снятии входных и выходных характеристик транзистора в лаборатории;

б) графически по семейству входных и выходных характеристик, как показано на рис.11.

, (17)

, (18)

, (19)

. (20)

2.6. Эквивалентные т-образные схемы биполярного транзистора в схеме включения с общей базой

2.6.1. Т-образная эквивалентная схема транзистора на низких частотах

При анализе электрических схем нелинейные элементы заменяют их математической моделью, которая максимально точно отражает работу нелинейного элемента в реальных условиях. Эквивалентная схема является графическим отображением математической модели нелинейного элемента.

В качестве эквивалентной схемы биполярного транзистора часто используют Т-образные схемы замещения. Такая Т-образная эквивалентная схема биполярного транзистора в схеме включения с общей базой для области нижних частот представлена на рис. 12, на котором области биполярного транзистора заменены соответствующими резисторами, а генератор тока αI_Эотражает эффект передачи тока эммитера в коллекторную область.

На рис.12 обозначено: r_Э – сопротивление области эммитера, определяемое из соотношения, Ом:

, (21)

где - температурный потенциал, при комнатной температуре Т300 К он равен;r_Б– объемное сопротивление области базы, определяемое из соотношения

, (22)

где ρ_Б- удельное электрическое сопротивление области базы и оно определяется для транзистораp-n-pструктуры выражением: ρ_Бeμ_nn_n;w– толщина базы;r_К– сопротивление коллекторного перехода, которое находится из выражения

(23)

и по физическому смыслу представляет собой сопротивление перехода коллектор – база переменному току. Точка Б’ на рис.12 отображает внутреннюю точку базы без учета объемного сопротивления r_б.

Рис. 12. Т - образная эквивалентная схема биполярного транзистора на низких частотах