Статические параметры транзистора по переменному току
Все параметры транзистора по переменной оставляющей тока можно выделить в две группы.
1-я группа - первичные (rэ, rб, rк, a); нельзя путать первичные параметры по переменной составляющей тока (rэ, rб, rк) с параметрами по постоянной составляющей тока (rэо, rбо, rко), так как первые из них учитывают еще и нелинейные свойства транзистора. Определить их можно из Т-образных схем замещения транзистора по переменному току.
2-я группа - вторичные (формальные).
Во вторую группу входят четыре системы параметров:
1) система h-параметров (смешанные или гибридные параметры);
2) система Y(q)-параметров (параметры проводимости);
3) система Z (r)-параметров (параметры сопротивлений);
4) система S (s)-параметров (параметры СВЧ-диапазона).
2.6.1. Система h-параметров (смешанные или гибридные параметры)
Система h -параметров - это система низкочастотных малосигнальных параметров. Для анализа этой системы параметров транзистор рекомендуется представлять в виде активного четырехполюсника (рис. 2.8).
 |
Рис. 2.8. Транзистор в виде активного четырехполюсника
Чтобы исключить взаимное влияние цепей активного четырехполюсника, h -параметры измеряются в двух режимах:
а) режим холостого хода (Х.Х.) со стороны входа (на входе включается большая индуктивность);
б) режим короткого замыкания (К.З.) со стороны выхода (на выходе включается конденсатор большой емкости, при этом путь тока по постоянной составляющей сохраняется, а по переменной получается режим короткого замыкания.
|
|
|
Физическая сущность h - параметров:
1) h11- сопротивление транзистора на входных зажимах по переменной
составляющей тока, Ом, определяется в режиме К.З. со стороны выхода;
(при U 2 = const) ; (2.16)
2) h22 - проводимость транзистора на выходных зажимах транзистора,
Сим (определяется в режиме Х.Х. со стороны входа)
( при I 1 = const). (2.17)
На практике удобнее пользоваться выражением 1/h22;
3) h21 - статический коэффициент передачи тока со входа на выход, определяется в режиме К.З. со стороны выхода
(h21об » a; h21оэ » b); (при U 2 = const) ; (2.18)
4) h12 - коэффициент внутренней обратной связи, показывает какая
часть выходного напряжения через элемент внутренней связи попадает на
вход (определяется в режиме Х,Х, со стороны входа):
( при I 1 = const) . (2.19)
Система h -параметров называется смешанной, или гибридной, потому что параметры имеют разные размерности.
Схема замещения транзистора в системе h-параметров представлена
на рис. 2.9.
|
|
|
В схеме замещения (рис. 2.9) отражены:
а) активные свойства транзистора (с помощью генератора тока h21I1);
б) внутренняя обратная связь по напряжению в транзисторе (с помощью генератора напряжения на входе h12U2);
в) наличие входного сопротивления и выходной проводимости транзистора (h11 и h22 соответственно).
|
|
Рис. 2.9. Схема замещения транзистора через систему h -параметров
Температурные и частотные свойства
Биполярного транзистора
Различают три основные причины зависимости коллекторного тока от температуры:
1) зависимость тока неосновных носителей I кбо от температуры (этот ток удваивается при изменении температуры на каждые 10 оС у германиевых транзисторов и на каждые 7 оС у кремниевых;
2) напряжение эмиттер-база с увеличением температуры уменьшается (примерная скорость этого уменьшения DUбэ / DТ » - 2,5 мВ/оС);
3) коэффициент передачи тока базы b (h21) с повышением температуры увеличивается.
Самое ощутимое влияние на работу транзистора при повышении температуры оказывает ток I кбо . За счет этого тока может произойти тепловой пробой коллекторного перехода.
Температурные свойства транзистора в схеме с ОБ лучше, чем в схеме с ОЭ. Например, если при температуре 20 оС германиевый транзистор имел коэффициент передачи тока эмиттера h21 = 50, ток коллектора I к = 100 мА, ток неосновных носителей I кбо = 10 мкА, то при изменении температуры с 20 оС до 70 оС у германиевого транзистора в схеме с ОБ произойдет увеличение тока I кбо в 32 раза (1.5), то есть ток I кбо станет равен 320 мкА, а ток коллектора
I к = 100,32 мА. Такое незначительное увеличение тока коллектора при изменении температуры на +50 оС практически не нарушит работу транзистора.
|
|
|
В схеме на транзисторе с ОЭ картина иная, так как сквозной ток через коллекторный и эмиттерный переходы I кэо будет примерно в b раз больше тока I кбо, то есть у того же транзистора, что использовался в схеме с ОБ, при изменении температуры на те же +50 оС произойдет увеличение тока неосновных носителей I кэо до 16 мА, а коллекторного тока со 100 мА до
116 мА. Такое изменение тока коллектора основательно повлияет на режим транзистора и на его основные характеристики.
С повышением частоты усилительные свойства транзистора ухудшаются по двум причинам:
1) влияние диффузионной и барьерной емкостей эмиттерного и коллек-
торного переходов;
2) появление фазового сдвига между переменными составляющими тока эмиттера и коллектора. Период подводимых колебаний становится соизмеримым со временем пролета носителей, в базе происходит накопление объемного заряда, за счет которого затруднена инжекция носителей в базу из эмиттера, так как на рассасывание заряда требуется определенное время. Коэффициент передачи тока эмиттера уменьшается и становится комплексной величиной.
|
|
|
Для характеристики частотных свойств транзистора вводятся параметры:
предельная частота транзистора fпр - это такая частота, на которой статический коэффициент передачи тока эмиттера a уменьшается в Ö2 раз по сравнению с «a», измеренном на частоте 1000Гц;
граничная частота транзистора fгр - это такая частота, на которой модуль коэффициента передачи тока базы становится равным единице. На любой частоте в диапазоне 0,1 f гр < f < f гр модуль коэффициента передачи тока базы изменяется в два раза при изменении частоты в два раза;
максимальная частота генерации - наибольшая частота, при которой транзистор способен работать в схеме автогенератора при оптимальной обратной связи. Приближенно эта частота соответствует выражению
где f гр - граничная частота в МГц; t к = r’ б Ск - постоянная времени цепи обратной связи, определяющая устойчивость усилительного каскада к самовозбуждению; r’ б - распределенное омическое сопротивление базовой области; Ск - емкость коллекторного перехода.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 210; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!