Главная страница  Полупроводниковые электровакуумные приборы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [ 31 ] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145]

жается напряжение пробоя С/кэпроб- Заметное снижение напряжения пробоя происходит с увеличением тока 1б и сопротивления Гб в особенности при обрыве цепи базы (при г-оо).

Чтобы исключить работу транзистора с обрывом базы и его пробой при монтаже схем, первым следует подключать к схеме вывод базы, а отключать последним. За счет лавинного умножения носителей заряда при пробое резко нарастает ток коллектора и оказывается больше тока h, а ток h меняет свое направление. При этом выходная характеристика транзистора может пойти вертикально вверх.

§ 5.6. Внешние малосигнальные параметры транзистора

Транзистор как четырехполюсник. Статические характеристики транзисторов иллюстрируют нелинейную зависимость в них токов от напряжений. Для усилительных каскадов на транзисторах характерен режим работы с малыми сигналами. При малом уровне сигнала статические характеристики в пределах рабочей области можно принять линейными. Для переменных составляющих токов и напряжений (при малом уровне сигнала) транзистор, подключенный к источникам электропитания, можно рассматривать как активный четырехполюсник (рис. 5.12). На входных зажимах J-1 такого четырехполюсника действуют напряжение (Ля ток II, а на выходных 2-2 - напряжение U2 и ток 12. Параметры именуют внешними, так как токи и напряжения измеряют на внешних зажимах четырехполюсника.

Транзистор считается активным четырехполюсником, так как, будучи подключенным к источникам питания, может усиливать мощность подводимого сигнала. В пассивных четырехполюсниках, например трансформаторах, мощность подводимого сигнала на выходе не увеличивается.

Связь между токами и напряжениями в четырехполюснике можно представить двумя функциональными зависимостями, в которых в качестве аргументов можно выбрать любые из четырех величин: h, h, Ui и U2. При анализе работы транзисторов обычно используют две функциональныезависимости. В каждой из них напряжение и токи связаны своими коэффициентами, являющимися параметрами транзистора. Наиболее широкое распространение получила дифференциальная система /г-параметров. Для анализа работы транзистора на ВЧ удобно пользоваться системой проводимостей (у-пара-метров).

fex ill


Евык

Рис. 5.12. Транзистор как четырехполюсник



Система /г-параметров. Приняв в качестве независимых переменных входной ток II и выходное напряжение U2, а в качестве зависимых- входное напряжение Ui и выходной ток I2, т. е. Ui, /2= =<р(А, U2), можно токи и напряжения на входе и выходе связать системой уравнений:

d[fi = kiidIi + hi2dU2; ] hUi = hnAIi+hi2hU,

d/2 = h2idl I + h>22dU2 J A/2 = -г Ь.Ш

Коэффициенты hii, Л22 в системе уравнений являются параметрами. Их можно определить экспериментально, создав поочередно для переменной составляющей тока легко реализуемый режим холостого хода (х. х.) на входе и режим короткого замыкания (к. з.) на выходе транзистора как четырехполюсника. При к. з. по переменному току выходной цепи AU2=0, т. е. [/2=const, из уравнений (5.25) определим входное сопротивление hn и коэффициент передачи тока h2i.

Входное сопротивление транзистора

Au = ACiMAIc/,„co„st (5.26)

характеризуется отношением изменения напряжения на входе к вызвавшему его изменению входного тока в режиме к. з. по переменному току на выходе транзистора.

Для схемы с ОБ согласно уравнению (5.17) /111б=эдиф= =А[/эб/А/э при f7K6=const и составляет десятки ом - несколько килоом. В схеме с ОЭ /г11э=Д/бэ/А/б при f/K3=const составляет единицы - сотни килоом.

Коэффициент передачи тока

A2i = A/2/A/il(/const (5-27)

характеризуется отношением приращения выходного тока к вызвавшему его приращению входного тока в режиме к. з. по переменному току выходной цепи. Для схемы с ОБ согласно (5.13) /г21б=1А/к/А/э при [/кб = const характеризует передачу тока эмиттера и для большинства транзисторов составляет 0,95-0,99. В схеме с ОЭ согласно уравнению (5.14) /1213=А/к/А/б при ?7кэ=const характеризует передачу тока базы и составляет десятки - сотни единиц.

При создании режима х. х. по переменному току во входной цепи (A/i = 0, т. е. /1 = const) из уравнений (5.25) определим коэффициент обратной связи hi2 и выходную проводимость /l22.

Коэффициент обратной связи по напряжению

hi2AU,/AU2\,,onst (5-28)

оценивает сравнительное воздействие входного и выходного напряжений на входной ток транзистора. Для схемы с ОБ согласно-(5.21) Л12б=-1/Якэ=Аг7эб/А/„б= 10-3-10-4 при /э=const. Для схемы с ОЭ /112э-А/бз/Аг7кэ~10-з при /6 = const. Выходная проводимость

A22=A/2/AC/2/,=consf (5-29)



определяется отношением изменения выходного тока к вызвавшему его изменению выходного напряжения в режиме х. х. по переменному току входной цепи. Для схемы с ОБ согласно формуле (5.22) А22б = 1/кдиф = Д/к/А/к~ 10-е (2 npjj /з = соп81. В схеме с ОЭ /1223 = =Д/к/А кэ~5- 10- См при /б = const.

Система /г-параметров включает как безразмерные величины {hi2, h2\), так и величины, имеющие размерность сопротивлений (hii) и проводимости (22), поэтому система /г-параметров именуется смешанной, или гибридной. Измерение /г-параметров производится в легко реализуемых режимах. Система /i-параметров считается наиболее удобной для измерений и совершенной в оценке физических свойств транзисторов. Она широко применяется в расчетах схем на низких частотах.

Между /г-параметрами и физическими параметрами транзистора существует следующая связь:

Гэ = Либ - Al26 (1 -Ь А21б)/А22б = tl\2hi2A 6 = Л126/А226 = Ацэ - Ai23 (1 + А21э)/Л22э; /-К = (1 -Ь Л21б)/Л22б = (1 -Ь *213)/ft223;

а = -Л216 = А21э/(1 + А21э).

(5.30)

Формулы (5.30) позволяют выразить /г-параметры одной схемы включения транзистора через /i-параметры другой схемы.

Система 1/-параметров. Если в качестве независимых переменных принять напряжение Ux и U2, а токи Ix и h - их функциями, т. е. /1 и l2=){Ux, U2), то связь между небольшими изменениями напряжений и токов выражается системой уравнений:

dfx = yudUi + yx2dU2; \ Ii = yiiUi +yx2U2: j

"2- 1

<il2 = iSiidUx + \J22dU2,

Д/2= г/гхАСх-Ьг/ггДбг-

Коэффициенты пропорциональности г/ц, г/22 в уравнениях характеризуют связь между изменениями токов и напряжений и являются параметрами транзистора. Эти параметры можно определить, если поочередно осуществить режим к. з. по переменному току (замкнуть конденсатором большой емкости) на выходе и на входе транзистора.

При к. 3. по переменному току на выходе изменение напряжения Д 2 = 0,"т. е. f72=const, тогда согласно уравнениям (5.31) входная проводимость r/ii=A/i/Ai; проводимость прямой передачи г/21 = =Al2lMJx. При к. 3. на входе Af/i = 0, т. е. f7i = const, следовательно, из уравнений (5.31) проводимость обратной передачи r/i2=A/i/Af/2 и выходная проводимость r/22=A/2/Af72-

Система г/-параметров используется при анализе схем в диапазоне высоких частот, на которых токи и напряжения в транзисторе становятся комплексными величинами. На низкой частоте можно пренебречь реактивными составляющими параметров и перейти от /-параметров к активным g-проводимостям.

Недостатком г/-параметров является сложность реализации режима к. 3. во входной цепи с относительно малым собственным со-




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [ 31 ] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145]

0.0063