- •21. Асинхронные машины. Устройство и принцип действия. Характеристики.
- •22. Полупроводниковые диоды. Туннельные, обращенные и диоды шоттке.
- •23. Стабилитроны (стабилизаторы). Варикапы. Светодиоды.
- •24. П/проводниковые фотоэлектрические приборы
- •25. Вторичные источники электропитания. Схемы однофазных выпрямителей…
- •26.Сглаживающие фильтры
- •27. Биполярные транзисторы. Типы вах и т.Д.
- •28. Малосигнальные h-параметры биполярных транзисторов.
- •29.Графический расчет усилительного каскада оэ на биполярном транзисторе.
- •30. Термостабилизация усилительного каскада
28. Малосигнальные h-параметры биполярных транзисторов.
Система h-параметров
Система h-параметров используется как комбинированная система из двух предыдущих, причем из соображений удобства измерения параметров биполярного транзистора выбирается режим короткого замыкания на выходе (U2 = 0) и режим холостого хода на входе (I1 = 0). Поэтому для системы h-параметров в качестве входных параметров задаются ток I1 и напряжение U2, а в качестве выходных параметров рассчитываются ток I2 и напряжение U1, при этом система, описывающая связь входных I1, U2 и выходных I2, U1 параметров, выглядит следующим образом:
Значения коэффициентов в уравнении для h-параметров имеют следующий вид:
- входное сопротивление при коротком замыкании на выходе;
|
- выходная проводимость при холостом ходе во входной цепи;
|
- коэффициент обратной связи при холостом ходе во входной цепи;
|
- коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе.
|
Эквивалентная схема четырехполюсника с h-параметрами приведена на рисунке 5.24а, б. Из этой схемы легко увидеть, что режим короткого замыкания на выходе или холостого хода на входе позволяет измерить тот или иной h-параметр.
Рис. 5.24. Эквивалентная схема четырехполюсника: а) биполярный транзистор в схеме с общей базой; б) биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером
Рассмотрим связь h-параметров биполярного транзистора в схеме с общей базой с дифференциальными параметрами. Для этого воспользуемся эквивалентной схемой биполярного транзистора на низких частотах, показанной на рисунке 5.24а, а также выражениями для вольт-амперных характеристик транзистора в активном режиме. Получаем:
Для биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером (рис. 5.24б) выражения, описывающие связь h-параметров с дифференциальными параметрами, будут иметь следующий вид:
Для различных схем включения биполярного транзистора (схема с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором) h-параметры связаны друг с другом. В таблице 2 приведены эти связи, позволяющие рассчитывать h-параметры для схемы включения с общей базой, если известны эти параметры для схемы с общим эмиттером.
Таблица 2. Связи между h параметрами
Дифференциальные параметры биполярных транзисторов зависят от режимов их работы. Для схемы с общим эмиттером наибольшее влияние испытывает коэффициент усиления эмиттерного тока h21э в зависимости от тока эмиттера. На рисунке 5.25 приведена эта зависимость для транзисторов КТ215 различных типономиналов. В области малых токов (микромощный режим) коэффициент усиления уменьшается вследствие влияния рекомбинационной компоненты в эмиттерном переходе, а в области больших токов (режим высокого уровня инжекции) - коэффициент усиления уменьшается вследствие уменьшения коэффициента диффузии.
29.Графический расчет усилительного каскада оэ на биполярном транзисторе.
Б
Услительный
каскад с общ. Эмиттером (ОЭ)
Сопротивление нагрузки будем считать большим RН >> RК.
Для описания работы транзистора воспользуемся семейством выходных характеристик (рис. 3.31) iК=f(iБ,uКЭ). Учитывая, что характеристика резистора RК подчиняется закону Ома, получим:
,
где ( EК - uКЭ) - падение напряжения на резисторе RК. Это уравнение называется уравнением нагрузочной линии. Ее график имеет вид прямой линии, проходящей через точку EК на оси абсцисс и через точку EК /RК, на оси ординат. Чем меньше RК, тем более круто проходит нагрузочная линия. Поскольку через транзистор и RК протекает один и тот же ток iК, то его величина и напряжение uКЭ могут быть найдены путем решения системы уравнений:
. (3.44)
Эта система уравнений может быть решена графически, путем нахождения точек пересечения нагрузочной линии с графиками выходных характеристик транзистора. Для определения параметров режима по постоянному току примем eГ =0. Тогда значения постоянной составляющей тока коллектора IК (0) и напряжения UКЭ (0) определяются пересечением нагрузочной линии и статической характеристики транзистора, снятой при iБ =IБ (0), - см. рис. 3.31, точка А.
При подаче на вход каскада напряжения eГ ток базы будет изменяться относительно IБ (0) по синусоидальному закону с амплитудой
и рабочая точка будет перемещаться по нагрузочной линии между точками B и C. Соответственно будет изменяться ток коллектора с амплитудой IКm около значения IК (0) и напряжение на коллекторе с амплитудой UКm около значения UКЭ (0). При этом ток коллектора iК будет находиться в фазе с током базы iБ, а выходное напряжение uКЭ в противо-фазе. ( Увеличению тока базы соответствует увеличение тока коллектора и уменьшение напряжения на коллекторе. См. рис. 3.31). Для определения входного напряжения uБЭ необходимо воспользоваться входной характеристикой транзистора i=f(uБЭ) при uКЭ=UК(0) рис.3.32. (Строго говоря, при больших UКm может потребоваться семейство входных характеристик, снятых при различных uКЭ, но , как правило, влиянием uКЭ на входной ток можно пренебречь). Постоянному току IБ(0) соответствует постоянное напряжение UБ(0). При изменении тока базы с амплитудой IБm входное напряжение изменяется с амплитудой UБm. Обратим внимание на то, что выходное напряжение в данном каскаде (ОЭ) противофазно входному. Графические расчеты могут выполняться и без учета введенных ранее ограничений.
Основными параметрами усилительного каскада являются:
- коэффициент усиления по напряжению;
- коэффициент усиления по току;
- коэффициент усиления по мощности;
- входное сопротивление;
- выходное сопротивление,
г д е - выходное напряжение приRН
- выходной ток при RН = 0;
-коэффициент полезного действия.