2.6.2. Т - образная эквивалентная схема транзистора на высоких частотах

При анализе электрических схем в области высоких частот нельзя пренебрегать инерционными свойствами биполярного транзистора и емкостями переходов коллектор – база, эммитер – база. Поэтому при рассмотрении биполярного транзистора в схеме включения с общей базой в области высоких частот Т - образная эквивалентная схема трансформируется к виду, представленному на рис.13. В этом случае частотные свойства перехода эммитер – база учитываются введением емкости С_Э = С_ЭД + С_ЭБ, где С_ЭД– диффузионная емкость перехода эммитер – база, играющая основную роль при работе эммитерного перехода в прямом включении; С_ЭБ– барьерная емкость перехода эммитер – база, которая определяет величину С_Эпри обратном смещении эммитерного перехода.

На рис.13 емкость С_Копределяется барьерной емкостью перехода коллектор – база, так как коллекторный переход имеет обратное смещение. Величина С_Копределяется по формуле

(24)

и зависит от модуля напряжения U_КБ, это связано с зависимостью ширины перехода коллектор – база от напряженияU_КБ:

, (25)

где l_КО– равновесная ширина электронно–дырочного перехода приU_КБ= 0; φ_КК– контактная разность потенциалов перехода коллектор – база;S_К– площадь коллекторного перехода.

Рис.13. Т - образная эквивалентная схема биполярного транзистора в схеме включения с общей базой на высоких частотах

На рис.13 введен генератор напряжения μ_ЭКU_КБ, который отражает наличие внутренней обратной связи в транзисторе. Величина μ_ЭКявляется коэффициентом обратной связи по напряжению и в соответствии с эффектом модуляции толщины базы находится из выражения

( 10^-3÷ 10^-4). (26)

Остальные элементы рис.13 были определены ранее.

Параметры Т - образной эквивалентной схемы биполярного транзистора в схеме включения с общей базой связаны с соответствующими Н-параметрами следующими соотношениями:

; (27)

; (28)

; (29)

; (30)

; (31)

. (32)

3. Схема лабораторной установки

Лабораторная установка (рис.14) включает универсальный лабораторный стенд, в котором смонтирована схема для снятия статических характеристик транзисторов.

Прибор (мА) источника входного напряжения измеряет ток эмиттера (I_Э), а вольтметр (V) служит для измерения входного напряжения транзистора (U_ЭБ).

В выходной цепи прибор (мА) измеряет ток коллектора (I_К), а вольтметрV– напряжение между коллектором и базой (U_Кб).

Для повышения точности измерения входного напряжения во входную цепь целесообразно включить цифровой вольтметр (V1), а выходную цепь цифровой миллиамперметр.

4. Экспериментальная часть

4.1. Записать паспортные параметры исследуемого транзистора и зарисовать схему расположения его выводов.

4.2. Рассчитать и построить кривую допустимой мощности, рассеиваемой транзистором.

4.3. Собрать схему для исследования транзистора в схеме включения с ОБ.

4.4. Снять семейство входных характеристик для трех значений напряжения на коллекторе, -2 В, -10 В при комнатной температуре. При снятии входных характеристик задаваться током эмиттера и отмечать напряжение на эмиттере. Для удовлетворительного воспроизведения хода характеристик необходимо измерить не менее 7-9 точек, причем их максимальное число должно приходиться на самый нелинейный участок характеристики (табл.1).

4.5. Снять семейство выходных характеристик для четырех значений тока эмиттера, 4, 6, 8 мА при комнатной температуре. Выходные характеристики биполярного транзистора исследуются лишь в активном режиме его работы. При экспериментальных исследованиях необходимо поддерживать ток эмиттера постоянным и не допускать превышения максимально-допустимых значений тока коллектораI_{К МАКС}, напряжения коллектор-эмиттерU_{КЭ ДОП}и мощности Р_{К МАКС}. При этом следует использовать построенную ранее в п. 4.2 зависимость допустимой мощности Р_{К МАКС}, рассеиваемой коллектором биполярного транзистора. Чтобы снять выходную характеристику при токе, разомкнуть перемычку П4.

Таблица 1

	IЭ, мА
	0	0,1	0,3	0,5	1	2	4	6	8	10
UЭб, В Т1=+20С
UЭб, В Т2=+ 50С

При снятии характеристик при в рабочем режиме () вместо перемычек П2 и П4 поставить цифровые приборы в режиме измерения тока.

4.6. Исследуемый транзистор поместить в печь, предварительно разогрев до температуры 50С. Через 5 минут повторить пункты 4.4, 4.5.