- •1.1 Биполярные транзисторы
- •1.2 Схема Эберса – Молла
- •1.3 Схемы замещения и параметры транзистора
- •1.4 Формализованная схема транзистора в h–параметрах
- •1.5 Допустимые электрические и тепловые параметры
- •2.1 Классификация и система обозначений биполярного транзистора
- •2.2 Выполнение контрольной работы
- •Определение h – параметров транзистора по характеристикам
- •2.4 Определение r – параметров
- •2.5 Оценка влияния температуры
- •2.6 Допустимая мощность рассеяния коллектора транзистора
- •2.7 Частотные свойства транзистора
- •2.8 Нагрузочная характеристика транзистора по постоянному току
- •Характеристики и параметры транзисторов 3
- •Биполярные транзисторы 3
1.3 Схемы замещения и параметры транзистора
Для аналитического расчета цепей с транзисторами широко используют схемы замещения. В основном используются физические и формализованные схемы. В физической схеме параметры связаны с физическими (собственными) параметрами транзистора. На рис. 5 показана Т-образная схема для переменных токов и напряжений для схемы включения ОЭ. Она справедлива для линейного режима входных и выходных ВАХ транзистора, на которых параметры транзистора можно считать неизменными.
Здесь гэ — дифференциальное сопротивление перехода эмиттер-база
гэ = dUЭ/dIЭ |При UКЭ = const.
5
IК мА IК Рк.доп
6 IБ4(50оС)
IКТ IБ5
5 IК5 * 5
∆IК IБ4 (20оС)
4 IК4 4 ∆I*К
IБ3 = const
3 ∆UКЭ = (10 – 5) = 5 В
∆IБ 2 * IБ2
I Б UКЭ
м кА IБ5 IБ4 5 10 В
а) б)
IБ IК IБmax
t = 500С IКmax
IБТ Uкэ = 5 В
t = 200С IБрт
IБ5 I0К рт
IБрт ∆IБ = (IБ5 – IБ4)
IБ4
∆Uбэ
Uбэ UКЭ
UБЭрт мВ U0кэ 15 B
в) г)
Рис. 4. Вольт-амперные характеристики биполярного транзистора
Значение гэ зависит от постоянной составляющей тока эмиттера
гэ = φт/IЭ =0,026/IЭ. 14)
Например, при IЭ = 1 мА, гэ = 26 Ом. Числовое значение гэ лежит в пределах от единиц до десятков Ом. гб - объемное сопротивление базы. Обычно гб >> гэ и составляет 100-500 Ом.
Сопротивление
г = dUКЭ/dIК |При IБ = const.
– дифференциальное сопротивление коллекторного перехода. Значения г лежат в пределах 5 – 500 кОм.
– Сэ и емкости эмиттерного и коллекторного переходов. ВIБ
IБ гб г IК
Б к
UБЭ Сэ UКЭ
гэ IЭ
Э
Рис. 5. Физическая схема замещения транзистора
6 Входным током в схеме ОЭ является ток базы, в выходную цепь введен источник тока B·IБ. Дифференциальный коэффициент передачи тока базы
Β = dIК/dIБ |При UКЭ = const.
1.4 Формализованная схема транзистора в h–параметрах
Формализованные модели основаны на представлении транзистора в виде активного четырехполюсника. Он может быть охарактеризован системой дифференциальных уравнений, связывающих между собой входные и выходные токи и напряжения. В зависимости от того, какие величины принять за зависимые, а какие за независимые, возможно шесть схем.
Наиболее широко используется схема h-параметров.
U1 = h11I1 + h12U2
I2 = h21I1 + h22U2.
В общем случае токи и напряжения – гармонические и являются комплексными величинами.
h-параметры транзистора имеют следующий физический смысл: – h11 = U1/I1|U2 =0 - входное сопротивление транзистора в режиме короткого замыкания (к. з.) на выходе для переменного тока; – h12 = U1/U2|I1=0 – коэффициент обратной связи по напряжению в режиме холостого хода (х. х.) на входе для переменного тока; – h21 =I2/I1 |U2=0 - коэффициент передачи тока в режиме к.з. на выходе для переменного тока; – h22 = I2/I1|U2=0— выходная проводимость транзистора в режиме х. х. на входе для переменного тока.
Формальная схема транзистора в h-параметрах представлена на рис.6.
Параметры h – , как и r – параметры являются дифференциальными. Поэтому, если строго, то следовало бы давать им определение в следующем виде: h11 = dU1/dI1|U2 = 0.
I1 h11 I2 I1= IБ I2 = IК
U1 h21I1 h22 U2 U1= UБЭ U2 = UКЭ
h12U2
Рис. 6. Формализованная модель транзистора
По определению частный дифференциал dU1 можно заменить приращением ∆U1. При этом приращение ∆U1 можно рассматривать как изменение напряжения U1 – напряжения на входе 4–х полюсника. Под изменением напряжения U1 можно рассматривать изменение напряжения сигнала, но малой амплитуды, в частности, синусоидальной формы. Переход от дифференциала к конечным приращениям позволяет определить h-параметры по ВАХ транзистора.
Значения h-параметров зависят от схемы включения транзистора. h-параметры транзистора связаны с физическими параметрами, поскольку они отражают свойства одного и того же объекта – транзистора.
7