Транзистор как четырёхполюсник

В режиме малого синусоидального сигнала транзистор можно представить активным линейным четырехполюсником. Для описания свойств транзистора, как четырёхполюсника, наибольшее распространение получили уравнения с Z,Y и h – параметрами.

U₁=Z₁₁I₁+Z₁₂I₂, U₂=Z₂₁I₁+Z₂₂I₂

I₁=Y₁₁U₁+Y₁₂U₂, I₂=Y₂₁U₁+Y₂₂U₂

U₁=h₁₁I₁+h₁₂U₂, I₂= h₂₁I₁+h₂₂U₂

Напомним, что Z-параметры измеряются в режимах ХХ и называются сопротивлениями холостого хода; Y-параметры измеряются в режимах КЗ и называются проводимостями короткого замыкания, система h-параметров является гибридной: одни h-параметры измеряются в режиме ХХ на входных зажимах, другие – в режиме КЗ на выходных.

Параметр транзистора, как четырёхполюсника зависит от выбора рабочей точки (по постоянному току), t°, ν и схемы включения. Точность измерения параметров транзистора как четырёхполюсника, кроме того, зависит от выбранной системы параметров. Транзистор является усилительным прибором с малым входным и большим выходным параметрами. Для него труднее создать режим XX на выходных зажимах и режим К3 на входных. Поэтому точность измерения Z-параметров невысока, и эти параметры применяются, например, для пересчёта параметров Т-образной эквивалентной схемы транзистора в h или y-параметры, и наоборот. На НЧ параметры транзистора наиболее удобно измерять в режиме XX на входе и К3 - на выходе, т.е. h-параметры. Однако, в диапазоне ВЧ, когда из-за паразитных ёмкостей трудно обеспечить условия XX на входе, точность измерения параметров h₂₂ и h₁₂ также падает. В связи с этим на ВЧ часто используют систему Y-параметров.

Очевидно, что параметры транзистора как четырёхполюсника легко пересчитываются из одной системы в другую.

Необходимые для расчётов h-параметры можно определить графо-аналитическим способом по статическим выходным и входным характеристикам. Для определения всех h-параметров необходимо не менее двух характеристик каждого семейства. Параметры рассчитывают по конечным приращениям токов и напряжений вблизи рабочей точки.

Покажем расчёт h-параметров при включении транзистора по схеме с общим эмиттером. По выходным характе-ристикам транзистора с общим эмиттером можно определить параметры h_22э и h_12э. Проведя из рабочей точки А вертикальную прямую со следующей характеристикой, находят приращения тока коллектора ΔI_k при U_эк=const, вызванное приращением тока базы ΔI_б= I_б’’-I_б’. Тогда h_21э= I_к/I_б=AD/(I_б’’-I_б’). Для определения параметра h_22э из рабочей точки А проводят прямую, параллельную оси абсцисс, такой длины, чтобы можно было определить достаточное, для измерений приращение тока I_к’=ВС. Под точками А и В находят приращение коллектора ΔU_кэ. Тогда: h_22э=1/r_кэ= I_к’/ΔU_кэ=ВС/АВ.

Для определения параметров h_11э и h_12э и на семействе входных характеристик строим характеристический треугольник, проводя из рабочей точки А прямые, параллельные оси абсцисс и оси ординат до пересечения со второй характеристикой в точках B’ и C’.

Отрезок A’B’ соответствует приращению напряжения базы ΔU_бэ, а A’С’ – приращение тока базы ΔI_б. Приращение напряжения коллектора определяется как разность напряжений, при которых снимались характеристики ΔU’_кэ=U’’_кэ- U’_кэ. Тогда

h_11э=ΔU_бэ/ΔI’_б=A’B’/A’C’;

h_12э=ΔU_бэ/ΔU’_кэ=A’B’/U’’_кэ- U’_кэ.

При усилении переменных сигналов малой амплитуды транзистор можно рассматривать как активный линейный четырёхполюсник. Такой четырёхполюсник удобно описывать системой h-параметров и представить в виде следующей эквивалентной схемы.

- входное сопротивление при КЗ на выходе;

- выходная проводимость при ХХ на входе

- коэффициент ОС по напряжению при ХХ на входе

- коэффициент ОС по току при КЗ на выходе.

Дата добавления: 2014-01-07