3.2.3.3. Первичные параметры транзистора и методы расчёта технических показателей каскада для включения об, оэ, ок

Параметры четырёхполюсника (которые в применении к транзистору мо-гут быть названы его вторичными параметрами) имеют для схем включения ОБ, ОЭ, ОК различные значения и в этом заключается неудобство их исполь-зования. Между тем свойства транзистора как усилительного элемента могут (помимо параметров четырёхполюсника) характеризоваться следующими, не зависящими от схемы его включения, первичными параметрами, такими как:

1. Сопротивление эмиттера r_э, представляющее собой сопротивление эмиттерного p-n – перехода в направлении его проводимости.

2. Сопротивление коллектора r_к, представляющее собой сопротивление коллекторного p-n – перехода в направлении, противоположном направлению проводимости.

3. Сопротивление базы r_б, представляющее собой сумму объёмного со-противления базы r_б в области между p-n – переходами и выводом базы и диф-фузионного сопротивления базы r_б, обусловленного влиянием напряжения коллекторного p-n – перехода на эмиттерный.

4. Сопротивление усиления или сопротивление эквивалентного гене-ратора r_г, связывающее ток эмиттера (управляющий ток) с ЭДС эквивалент-ного генератора.

Для частот звукового диапазона первичные параметры транзистора мож-но считать активными сопротивлениями, не зависящими от частоты. Имея в виду использование характеристик транзистора в пределах их линейных участ-ков, будем считать указанные параметры постоянными величинами (параметры малых сигналов).

Первичные параметры маломощных транзисторов (для которых обычно и применяются параметры малых сигналов) имеют следующий порядок: r_к – сот-ни килоом; r_г – тот же порядок, что и r_к (оно меньше r_к на несколько процен-тов); r_б – сотни ом; r_э – единицы или десятки ом.

Для расчёта транзисторного каскада при включении транзистора по схе-мам ОБ, ОЭ и ОК будем использовать метод определения первичных парамет-ров (общих для трёх схем включения) с последующим вычислением техничес-ких показателей каскада посредством трёх комплектов расчётных формул для схем ОБ, ОЭ и ОК.

При составлении схем замещения транзистора для различных его вклю-чений необходимо учитывать следующее:

а) сопротивление электрода, являющегося в данной схеме включения об-щим и обуславливающее связь между выходной и входной цепями, должно на-ходиться в поперечной ветви Т-образной схемы, так как это сопротивление под-ключается к общей точке схемы замещения (её нижний провод);

б) левая продольная ветвь должна соответствовать электроду, подклюю-чённому к источнику сигналов, а правая продольная ветвь – электроду, под-ключаемому к нагрузке;

в) во всех случаях эквивалентный генератор включается в цепь управ-ляемого p-n – перехода, то есть в коллекторную цепь, так как именно в этой це-пи появляются усиленные ток и напряжение;

г) во всех случаях ЭДС эквивалентного генератора образуется управляю-щим током, то есть током эмиттера, а её условно-положительное направление совпадает с условно-положительным направлением этого тока.

Схемы замещения транзистора для включения ОБ, ОЭ и ОК с гене-ратором тока приведены на рис. 3.4, а, б, в.

Как видно из рис. 3.4, для всех схем включения задающий ток экви-валентного генератора тока образуется управляющим током эмиттера и равен I_э ^*). Однако, если при включении ОБ управляющий ток I_э является входным током, то при включениях ОЭ и ОК входным током является ток базы I_б.

Поэтому, следуя рекомендациям [1], целесообразно ввести величину, свя-зывающую выходной ток с входным током базы I_б. В качестве такой величины удобно принять коэффициент усиления по току в режиме короткого замыкания для наиболее распространённой схемы включения ОЭ. В соответствии с обще-принятым, обозначим эту величину через  и, учитывая [1], получим

. (3.4)

Отсюда задающий ток генератора тока для схем с ОЭ и ОК равен I_б [1]. Учитывая сказанное и понимая, что схема замещения транзисторного каскада отличается от схемы замещения транзистора наличием ЭДС (Е₁), внутренним сопротивлением источника сигналов (Z₁), а также сопротивлением нагрузки Z₂, изобразим схемы замещения транзисторных каскадов для включения ОБ, ОЭ и ОК (рис. 3.5). Будем считать сопротивление источника R₁ и сопротивление нагрузки R₂ активными.

В процессе работы над этим разделом целесообразно рассмотреть воп-росы, связанные с исследованием основных технических показателей тран-зисторного каскада для схем включения с ОБ, ОЭ и ОК, которые подробно из-ложены в [2], с. 62-76.