2.3. Комплексные y-параметры биполярного транзистора

I₁

ля определения этих параметров рассмотрим вначале линейную эквивалентную схему транзистора, которая изображена на рис.2.4

I₂

Эквивалентная схема изображена при включении транзистора с общим эмиттером, она содержит: r_Б-объемное (внутреннее) сопротивление базы, дифференциальное сопротивление открытого перехода эмиттер-база-r_ЭБ, емкость этого перехода-С_ЭБ, сопротивление обратносмещенного перехода коллектор-внутренняя область базы-r_КБ, емкость этого переходаС_КБ, проводимость подложки-g_ЭК. Усилительные свойства транзистора имитируются генератором токаS_ОU₁^/, гдеU₁^/- напряжение между точками А-Э эквивалентной схемы. При работе транзистора в активной области сопротивлениеr_ЭБ<<r_КБ, а емкостьС_ЭБ>>C_КБ. Все приведенные элементы схемы зависят от положения рабочей (стационарной) точки транзистора. Схема рис.2.4 удовлетворительно описывает свойства биполярного транзистора в частотном диапазоне

0<f<0,5f_Т,

где f_T-граничная частота усиления тока транзистора в режиме короткого замыкания в схеме с общим эмиттером, при которой параметрβ=h₂₁=1. Схема рис.2.4 предложена Джиаколетто и носит его имя. В справочниках часто приводятся данные, по которым можно вычислить значения параметров этой схемы (см. далее). Более точные эквивалентные схемы биполярных транзисторов -Эберса-Молла, Гуммеля-Пуна и др.- содержат значительно большее число параметров, что затрудняет их использование при инженерных расчетах. Однако линейная модель эквивалентной схемы Гуммеля-Пуна, которая используется в известной программе схемотехнического моделированияMICRO-CAP V,оказывается близкой к схеме Джиаколетто.

Запишем токи I₁иI₂в функции напряженийU₁,U₂, используя эквивалентную схему рис.2.4:

где Y_Э=g_ЭБ+jωC_ЭБ,Y_K=g_КБ+jωC_КБ,U₁¹- напряжение между точкамиАЭэквивалентной схемы рис.2.4. Для биполярных транзисторов обычно выполняются неравенства:

Подставляя в два последних выражения для токов I₁,I₂проводимости:

получим матрицу комплексных Y-параметров биполярного транзистора при включении с общим эмиттером:

Y₁₁(э) ,Y₁₂(э)

, (2.12)

Y₂₁(э) , Y₂₂(э)

где:

Если S₀ r_Б>>1, тогда.

При этом:

Таким образом, для определения комплексных Y- параметров биполярного транзистора необходимо знать четыре низкочастотных параметра:

g₁₁ ,g₁₂, g₂₁=S_O,g₂₂=g_iи три дополнительных:

τ, С_КБиr_Б.

Способы их определения из справочников приведены в разделе 2.4.

Наконец, используя комплексные Y-параметры биполярного транзистора с общим эмиттером, приведем без вывода комплексныеY-параметры транзистора для включения с общей базой и коллектором (способ их определения такой же, как и при нахождении параметров полевого транзистора при включении с общим затвором и истоком).

Y₁₁(б) ; Y₁₂(б) Y₁₁+Y₁₂+Y₂₁+Y₂₂;-(Y₂₂+Y₁₂)