2.4 Определение r – параметров

Эти параметры рассчитывают теоретическим путем. Практически их получают через определенные h-параметры. r-параметры вычисляются для режима, в котором определялись h-параметры.

Связь между параметрами следующая.

• г_э = φ_т/I_Э [Ом], I_Э = I_К + I_Б.

• г_б = h₁₁ – (В+1)·г_э [Ом].

• г = 1/h₂₂ [кОм].

• α = В/(В+1).

10

По полученным параметрам определяется параметр h₁₂.

– h₁₂ = (h₁₁ – г_б) h₂₂/(1 + В).

2.5 Оценка влияния температуры

Напряжение база – эмиттер для кремниевых транзисторов с ростом температуры уменьшается со скоростью ∆U_БЭ/∆T= – 1,9 мВ/°С. Коэффициент B (h₂₁) с изменением температуры переходов изменяется с темпом 0,1% на каждый градус Цельсия.

Вычислить значение ∆U_БЭ для температуры 60⁰С. Предполагается, что входная ВАХ пункта 2.2.3 строилась при температуре 20^оС.

Поэтому ∆T = 40^о. ∆U_БЭ = ∆T(– 1,9 мВ/°С). "Сместить" входную характеристику на полученную величину ∆U_БЭ как показано на рис. 5. в. Для выбранной точки (I_Б4) провести вертикальную линию U_БЭ = const и отметить значение тока базы для повышенной температуры (точка пересечения линии и "горячей" характеристики (ток I_БТ на рис. 5. в).

Вычислить значение тока коллектора для повышенной температуры I_КТ = В(Т)·I_БТ + I_КЭО,

где I_КЭО = (1 + B)·I_КБО, В(Т) – коэффициент В с учетом влияния температуры. Поставить полученное значение тока I_КТ на линии U_КЭ = 5 В выходных характеристик (на рис. 5. б пунктирная вертикальная прямая). Ток I_КБО взять из справочных данных.

Примечание. Если ток базы окажется более 1 мА, то для расчетов принять меньшее значение тока базы.

2.6 Допустимая мощность рассеяния коллектора транзистора

На коллекторных характеристиках построить кривую допустимой мощности Р_к.доп. Рк = I_К·U_К. Значение Р_к.доп взять из справочных данных. Например, Р_к.доп = 100 мВт. Задаваясь напряжением U_К (или током I_К) вычислить второй сомножитель. (I_К = Рк/U_К = 100мВт/5В = 20 мА). Должно быть 7-8 значений. Напряжение U_К (для данного примера) увеличивать до значения допустимого напряжения, указанного в справочных данных.

2.7 Частотные свойства транзистора

Ч астотные свойства транзистора характеризуются граничной частотой. Приближенно частоту можно оценить по соотношению f_max ≈ 200 √f_гр/τ_к . Здесь f_гр– граничная частота (МГц), τ_к – постоянная времени, характеризующая частотные и усилительные свойства транзистора. Постоянную времени τ_к можно оценить τ_к = г_б·Ск, где Ск – емкость коллекторного перехода в схеме ОБ. Из справочника взять величину f_гр и Ск.

– Вычислить f_max.

2.8 Нагрузочная характеристика транзистора по постоянному току

На коллекторных ВАХ транзистора задать две точки U_КЭ = 15В и точку перегиба характеристики максимального тока базы I_Бmax рис. 5. г.

11 Выбранные точки соединить прямой линией, которая и будет нагрузочной

прямой. Она пересечет ось тока коллектора в точке I_Кmax.

Выбрать точку пересечения нагрузочной прямой с одной из характеристик тока базы, расположенной в средине ВАХ. Эта точка называется рабочей точкой (РТ) транзистора по постоянному току.

Спроецировать ее на оси тока I_К и напряжения U_КЭ. Получим ток коллектора в рабочей точке I^о_К и напряжение на коллекторе U^о_КЭ.

Величину выбранного тока базы в рабочей точке I_Брт отложить на оси I_Б входной характеристики (рис. 5. в), провести линию до самой характеристики и

отметить на ней рабочую точку. Спроецировать РТ на ось U_БЭ и определить величину напряжения U_БЭрт .

Вычислить значение нагрузочного сопротивления Rк

Rк = U_КЭ/I_Кmax [кОм].

Режим транзистора с нагрузкой в рабочей точке свести в таблицу 2.

Таблица 2.

Параметр	UБЭрт мВ	U^оКЭ В	IБрт мкА	I^оК мА	Rк кОм
Значение

3. ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ

Рассчитанные параметры свести в таблицу 3.

Таблица 3.

h- параметры	h11 =	h12 =	h21 =	h22 =	Rвх =	Ri =
г - параметры	гэ =	гб =	В =	гкэ =	α =	–

Справочные данные транзистора представить в виде таблицы 4 (на примере варианта 1).

Таблица 4.

Транзистор	В (h21)	IКБО мкА	IЭБО мкА	IК мА	UКЭ В	Pк.доп мВт	rб Ом	Cк пФ	fгр мГц
КТ373А	60	1,0	0,5	50	30	150	90	10	300

В работе отразить:

– Номер варианта.

– Тип выбранного транзистора.

– Графическое изображение транзистора.

– Справочные данные транзистора, которые можно выписать из приложения данного руководства или из справочников.

– Исходную коллекторную и построенные входную и проходную характеристики (рис. 4). На осях указывается размерность величины и масштаб.

– На ВАХ указать характеристические треугольники, проекции катетов, приращения токов и напряжений, нагрузочную прямую.

При расчетах указывается расчетная формула, затем подставляются числовые значения, записывается окончательный результат. Обязательно проставляется размерность величин.

– Привести таблицы 1, 2, 3, 4. 12

– Объяснить причину различия сопротивлений Rвх и h₁₁, и сопротивлений

Ri и 1/h₂₂.

– Сравнить полученное значение коэффициента В со значением, указанным в справочниках.

– Привести перечень литературы.

– На титульном листе ставится подпись автора и дата.

– Оформление работы допускается в тетради школьного формата.

– При оформлении таблиц и графиков обязательно используется линейка.

Для расчета напряжения U_ЭБ рекомендуется составить программу для программируемого калькулятора.

4. ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тырышкин И.С. Физические основы полупроводниковой электроники. М.: Высш.шк. 2000.

2. Изьюрова Г.И., Королев Г.В., Терехов В.А. и др. Расчет электронных схем. М.: Высшая школа, 1997.

3. Лачин В. И., Савёлов Н. С. Электроника: Учеб. пособие. Ростов-на-Дону: изд-во "Феникс", 2000.

4. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. Издание 2-е, М.: Лаборатория базовых знаний. 2000.

5. Петухов В. М. Полупроводниковые приборы. Транзисторы. Дополнение первое: Справочник. М.: Рикел, Радио и связь, 1994.

6. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности: Справочник / А. А. Зайцев, А. И. Миркин, В. В. Мокряков и др.; Под ред. А. В. Голомедова. М.: Радио и связь. 1996.

7. Транзисторы для аппаратуры широкого применения; Справочник/ К.М.Брежнева, Е.И. Гантман, Т.И.Давыдова и др. Под ред. Б.Л. Перельмана. М.: Радио и связь. 1981.

13

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1

Электрические параметры транзисторов (варианты на выполнение работы)

№ Вар	Транзистор	В (h21)	IКБО мкА	IЭБО мкА	IК мА	UКЭ В	Pк.доп мВт	rб Ом	Cк пФ	fгр МГц
1	КТ373А	60	1,0	0,5	50	20	150	90	10	300
2	КТ342Б	70	5	0,3	50	25	250	110	8	200
3	2Т363А	50	0,5	5	40	15	150	90	2	300
4	КТ209Г	70	1	1	60	30	200	130	30	100
5	КТ118Б	50	20	2	50	30	100	110	2	60
6	КТ301А	40	3	0,08	40	20	110	110	1	300
7	КТ361Е	60	5	1	50	35	150	120	2	300
8	КТ314Г	50	0,5	0,5	50	50	150	120	3	200
9	2Т312Б	50	1	0,1	40	30	220	100	5	100
10	КТ326Б	60	2	0,4	60	20	250	110	1	200
11	2Т126Б	40	1	1,5	50	25	100	110	5	50
12	2Т313Б	80	1	0,5	60	50	250	100	0,5	100
13	2Т208В	80	1	1	80	30	200	95	4	40
14	КТ351Б	50	1	1	40	20	300	110	9	200
15	КТ349Б	60	1	0,7	40	20	200	100	2	300
16	КТ208Б	60	1	1	60	30	200	120	20	60
17	2Т117В	60	1	1,2	50	30	150	110	2	10
18	КТ347Б	70	5	1	50	15	150	100	6	200
19	КТ306Б	60	2	0,5	50	15	150	150	1	100
20	КТ308В	60	1	0,09	50	20	160	120	1	100
21	2Т301Г	40	2	0,1	40	20	150	110	2	200
22	КТ312Б	30	1	0,07	40	20	160	100	1	200
23	КТ361А	80	1.5	0,4	60	35	150	90	5	300
24	КТ315Б	50	1,5	0.9	60	25	150	90	7	100
25	КТ358В	50	2	0,6	50	20	100	120	2	100
26	КТ358Б	70	1	1	40	30	200	110	2	100
27	КТ342Г	50	1	1	50	25	150	110	1,5	200
28	КТ343В	50	4	4	50	17	150	90	6	200
29	КТ352А	50	1	1	40	20	200	100	8	100
30	КТ358Г	60	1	0,7	50	15	150	100	4	100

14

Приложение 2

Выходные (коллекторные) характеристики транзисторов.

Ток базы указан в микроамперах (10^–6 А).

м А I_К 800 мА I_К 800

60 40

600

45 600 30

30 400 20 400

15 10 200 мкА

200

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ373А 2Т126Б

мА I_К 1050

м А I_К 1050 50

900

40 900 40

30 750 30 600

600

20 20 450

450

300

10 10 300

150 мкА

150

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ358В КТ342Б

мА I_К

м А I_К 50 1050

900

1200

6 0 40

1000 750

4 5 30

800 600

3

450

0 20

600

1

400

5 10 300

200 150 мкА

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ209Г КТ306Б

15

м А I_К 1200 мА I_К 900

40 1000 40 750

30 800 30 600

20 600 20 450

10 400 10 300

150 мкА

200 мкА

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

2Т312Б КТ349Б

мА I_К 700 мА I_К 800

4 0 600 40

3 0 500 30 600

20 300 20 400

200 мкА

10 10

100

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

2Т363А КТ301Г

мА I_К 770

м А I_К 50

1050 660

4

550

0 900 40

3 0 750 30 440

2 0 600 20 330

450

1

300

0 10 220

110 мкА

150

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ352А КТ347Б

16

мА I_К

м А I_К

680 900

6 0 560 40

750

4 5 30

400 600

3

450

0 320 20

240

1 5 10 300

160

80 150 мкА

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

2Т313Б КТ361Е

м А I_К 1200 мА I_К

900

4 8 1000 48

750

3 6 800 36

600

2

450

4 600 24

1 2 400 12 300 мкА

200 150

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ118Б КТ308В

мА I_К мА I_К 800

800

6 0 40

600

4 5 600 30

30 400 20 400

15 10

200 200 мкА

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ358Г КТ342Г

17

мА I_К 1050

м А I_К 50

1050 900

4 0 40 750

900

3

750

0 30 600

2 0 600 20 450

450

1 0 10 300

150 мкА

150

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ351Б КТ314А

мА I_К 1050

м А I_К 50

900

6 0 1200 40

1000 750

4 5 30

800 600

3

600

0 20

1 5 400 10 300

200 150

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ208Б 2Т117В

м А I_К 900 мА I_К 900

6 0 750 40 750

4 5 600 30 600

3 0 450 20 450

1 5 300 10 300

150 150 мкА

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ315Б КТ326Б

18

мА I_К мА I_К

800 800

4 0 40

3 0 600 30 600

20 400 20 400

10 10

200 200 мкА

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ301А КТ312Б

мА I_К 1050

м А I_К 50

1050 900

4 0 900 40

750

3 0 750 30

600 600

2

450

0 20

450

1

300

0 10 300

150

150

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

КТ358Б КТ343В

мА I_К 800

м А I_К

700

8 0 1200 80

600

6 0 1000 60

500

4

400

0 800 40

2 0 400 20 300

200 200 мкА

5 10 15 В U_КЭ 5 10 15 В U_КЭ

2Т208В КТ361А

19

Оглавление