Пример расчета h-параметров транзистора ОЭ

H-параметры

Транзисторе.

Недостаток первичных параметров – невозможность их измерения, т.к. общая точка, относительно которой определяются первичные параметры, находится внутри Базы транзистора.

Поэтому переходят к вторичным параметрам транзистора, которые легко измерить. Самыми распространенными вторичными параметрами транзистора являются h-параметры.

В системе h-параметров в качестве независимых переменных (аргументов) принимают входной ток (I₁) и выходное напряжение (U₂). Зависимыми переменными (функциями) являются входное напряжение (U₁) и выходной ток (I₂).

Связь между зависимыми и независимыми переменными выражается с помощью системы уравнений:

U₁ = h₁₁I₁ + h₁₂U₂

I₂ = h₂₁I₁ + h₂₂U₂

Здесь I₁, I₂, U₁, U₂ – амплитуды переменных токов и напряжений (индекс «1» относится к входному сигналу, а индекс «2» - к выходному), h₁₁, h₁₂, h₂₁,h₂₂ являются коэффициентами пропорциональности (индекс «11» означает 1-я строчка, 1-й столбец; «12» - 1-я строчка, 2-й столбец и т.д.)

Таким образом, имеем систему 2-х уравнений с четырьмя неизвестными. Решить такую систему уравнений в общем виде невозможно. Для ее решения необходимы дополнительные условия.

Так, например, чтобы определить из первого уравнения h₁₁, нужно второе слагаемое этого уравнения занулить, т.е. считать, что U₂=0.

Тогда при - входное сопротивление транзистора при короткозамкнутом выходе.

Аналогично определяем:

при - коэффициент обратной связи по напряжению при разомкнутом входе;

при - коэффициент усиления по току при короткозамкнутом выходе;

при - выходная проводимость транзистора при разомкнутом входе.

Изобразим транзистор ОЭ с его входными и выходными токами и напряжениями:

а) Определим входное сопротивление транзистора. Для этого запишем формулу: при . Заменив амплитуды на малые приращения и подставив значения входного тока, входного и выходного напряжений конкретно для транзистора ОЭ, получим: при ,т.е. при

индекс «э» означает, что транзистор собран по схеме ОЭ

Входное сопротивление транзистора определяется по входным вольт-амперным характеристикам. Точка А – это рабочая точка, в которой определяются h-параметры.

Iб (mA)

0,75 Uкэ=5В

б

=

0,25 Uбэ (В)

0,3 бэ 0,55

Чтобы определить , необходимо выполнить дополнительное построение: это построение обязательно должно проходить через рабочую точку А и при этом должно выполняться условие (в данном случае ). Исходя из вышесказанного, строим небольшой прямоугольный треугольник таким образом, чтобы его гипотенуза прилегала к входной характеристике и делилась рабочей точкой А пополам. Тогда катеты этого треугольника и будут искомыми значениями и , зная которые, легко определить входное сопротивление транзистора:

б) Определим коэффициент обратной связи по напряжению.

Заменив в формуле при амплитуды на малые приращения, получим: при , т.е. при .

Коэффициент обратной связи по напряжению определяется по входным вольт-амперным характеристикам транзистора. Дополнительное построение должно проходить через рабочую точку А и при этом должно выполняться условие . В данном случае это будет прямая, параллельная осинапряжений и проходящая через точку А.

Iб(mA)

кэ

Uкэ=0 Uкэ=5В

А^` А

Uбэ(В)

0,5 бэ 0,7

в)Определим коэффициент усиления по току.

Заменив в формуле при амплитуды на малые приращения, получим: при , т.е. при .

Коэффициент усиления по току определяется по выходным вольт-амперным характеристикам транзистора. Дополнительное построение должно проходить через рабочую точку А и при этом должно выполняться условие . В данном случае это будет прямая, параллельная оси токов и проходящая через точку А.

Iк(mA)

40 Iб=1,5mA

А

Iб=1mA

к б

Iб=0,5mA

20 Iб=0

Uкэ(В)

Для транзистора, собранного по схеме ОЭ: , где - коэффициент передачи тока базы в коллектор.

г) Определим выходную проводимость и выходное сопротивление транзистора.

Заменив в формуле при амплитуды на малые приращения, получим: при , т.е. при .

Дополнительное построение должно проходить через рабочую точку А и при этом должно выполняться условие . В данном случае это будет прямоугольный треугольник, у которого гипотенуза делится рабочей точкой А пополам.

Iк(mA)

Iб=1mA

A Iб=0,5mA

к

6 Iб=0

Uкэ(В)

5 кэ 10

;

Примечание:

· Чтобы перенести рабочую точку А с входных характеристик на выходные, необходимо определить ток базы в рабочей точке (I_БА). Затем на выходных характеристиках выбирают характеристику, соответствующую этому току. Точка пересечения выбранной характеристики и перпендикуляра, соответствующего указанному на входных характеристиках рабочему значению напряжения U_КЭ, и даст положение рабочей точки на выходных ВАХ.

· Чтобы перенести рабочую точку А с выходных характеристик на входные, необходимо определить ток базы в рабочей точке (I_БА). Затем на входных характеристиках на оси токов отмечают это значение и через полученную точку проводят прямую, параллельную оси напряжений, до пересечения с рабочей входной характеристикой. Точка пересечения и даст положение рабочей точки на входных ВАХ.

Дата добавления: 2017-02-01