Электрические параметры биполярных транзисторов

Транзистор как прибор, представляющий собой два взаимодействующих p-n перехода, может быть представлен эквивалентной схемой (Рис. 22).

Рис. 22 Эквивалентная схема биполярного транзистора

Где:

Rэп – сопротивление области базы и эмиттерного перехода;

Rб – сопротивление области базы;

Rкп – сопротивление области базы и коллекторного перехода;

Cк – емкость коллекторного перехода;

Iэ – управляемый генератор тока.

Однако эти параметры непосредственно измерить нельзя. Поэтому транзистор представляют в качестве активного четырехполюсника, имеющего два входных и два выходных зажима (рис. 23).

Рис. 23 Активный четырехполюсник

На входе такого четырехполюсника действуют мгновенные значения напряжения u1 и тока i1, а на выходе – u2 и i2.

БТ – нелинейный элемент, поэтому он имеет нелинейные характеристики. В этом случае параметры БТ являются дифференциальными, то есть определяются при малом входном сигнале. Мгновенные значения токов и напряжения связаны между собой через параметры четырехполюсника. Если два из четырех параметров принять за независимые, то оставшиеся два будут зависимыми. Эту зависимость определяет система уравнений. Наибольшее распространение получили h – параметры, при которых за независимые параметры принимаются i1 и u2, а i2 и u1 – зависимыми. Таким образом:

i2 = h21 i1 + h22 u2

u1 = h11 i1 + h21 u2

В режиме короткого замыкания на выходе u2 = 0, тогда

i2 = h21 i1 = h21 = - коэффициент передачи по току;

u1 = h11 i1 = h11 = - входное сопротивление.

В режиме холостого хода i1 = 0, тогда

i2 = h22 u2 = h22 = - выходная проводимость;

u1 = h21 u2 = h12 = - коэффициент обратной связи по напряжению.

h – параметры являются справочными. Однако их величины можно определить по характеристикам через приращения токов и напряжений.

Для схемы с ОЭ справедливы следующие соотношения:

ΔUэб ΔIк

h11э = --------,Uкэ = const; h21э = ---------,Uкэ = const;

ΔIэ ΔIэ

ΔUэб ΔIк

h12э = ---------,Iб = const; h22э = ----------,Iб = const;

ΔUкб ΔUкб

Н – параметры так же температуро зависимы и составляют:

Параметр	Схема с ОЭ	Схема с ОБ
h11	Сотни – единицы кОм	Единицы – десятки Ом
h12	10 …….. 10	10 …….. 10
h21	10 …….. 10	10 …….. 10
h22	Десятки – сотни мкОм	Единицы – десятки мкОм

В справочных изданиях кроме выше перечисленных параметров, встречаются параметры предельных режимов.

Максимально допустимыми параметрами называются значения режимов транзисторов, которые нельзя превышать ни при каких условиях эксплуатации и при которых обеспечивается заданная надежность:

Iкmax, Iэmax, Iбmax – максимально допустимый постоянный ток;

Iк нас, Iб нас – максимально допустимые токи в режиме насыщения;

Uкбmax, Uэбmax, Uкэmax – максимально допустимое постоянное напряжение;

Uкэ и max и Uкб max – максимально допустимое импульсное напряжение.

Предельные параметры по напряжению ограничиваются прочностью к пробою p-n перехода:

Рк max – максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность;

Рк ср max – максимально допустимая средняя импульсная рассеиваемая мощность;

Рк и max – максимально допустимая импульсная рассеиваемая мощность;

Рк max т – максимально допустимая рассеиваемая мощность с теплоотводом.

Выводы

1. Для более точных расчетов БТ представляют в качестве активного четырехполюсника, имеющего два входных и два выходных зажима.

2. БТ – нелинейный элемент, поэтому он имеет нелинейные характеристики, а его параметры являются дифференциальными.

3. Наибольшее распространение получили система h – параметров.

Контрольные вопросы

1. Почему для расчетов параметров БТ используется его эквивалентная схема?

2. Что такое четырехполюсник?

3. Что представляет собой система h – параметров?

4. Как составляются уравнения для системы h-параметров?

5. Какие параметры являются максимально допустимыми что они определяют?

Дата добавления: 2014-01-06