8.1.2 Максимально допустима потужність, що розсіюється колектором

При проходженні струму через транзистор тепло виділяється головним чином на КП, оскільки саме він має найбільший електричний опір в усій транзисторній структурі. Відведення тепла від КП в БТ здійснюється за рахунок теплопровідності. Максимальна потужність розсіювання транзистора визначається максимально допустимою температурою його КП і температурою навколишнього середовища , а також тепловим опором тепловідведення :

. (8.6)

З іншого боку, потужність, що розсіюється колектором, визначається струмом та напругою ( ). Робочий струм БТ не повинен перевищувати - максимально допустимий колекторний струм, значення якого дається у довідниках. При > транзистор перегрівається, зростає ймовірність теплового пробою. Максимально допустима напруга обмежується ймовірністю лавинного пробою КП і наводиться у довідниках. При цьому для більшості транзисторів .

Отже, вибір робочого режиму БТ зумовлено трьома обмеженнями (рисунок 8.3):

1. - максимальним струмом колектора;

2. - максимальною колекторною напругою;

3. - максимальною потужністю, що розсіюється колектором. При перевищенні цих граничних параметрів БТ може вийти з ладу, надійність роботи транзисторної схеми різко зменшується.

Рисунок 8.3 – Фактори, що обмежують вибір робочої точки БТ зі спільним емітером

8.2 Диференційні параметри біполярного транзистора

8.2.1 Оцінка властивостей транзистора

Властивості транзистора в АР оцінюються за допомогою диференційних, або малосигнальних, параметрів.

Розглянемо гібридні диференційні параметри транзистора ( - параметри), оскільки саме вони найчастіше використовуються на практиці.

У діапазоні низьких частот - параметри установлюють відповідність між малими амплітудами (приростами) струмів і напруг чотириполюсника (рисунок 7.1). Ця відповідність описується такою системою рівнянь:

, (8.7)

де - вхідний опір БТ, Ом;

- коефіцієнт зворотного зв’язку БТ за напругою;

- коефіцієнт передачі струму БТ;

- вихідна провідність БТ, Ом.

На відношення параметра до відповідної схеми вмикання БТ вказують індекси: “Б” – ССБ, “Е” – ССЕ, “К” – ССК.

За рівнянням (8.7) на рисунку 8.4а зображена формальна еквівалентна схема БТ в системі - параметрів.

Рисунок 8.4а – Формальна еквівалентна схема БТ в системі - параметрів

Оскільки -параметри належать до однієї, з гібридними характеристиками, системи, то вони добре узгоджені з характеристиками, легко можуть бути визначені з останніх. З цією метою в системі (8.7) малі амплітуди , , , треба замінити приростами амплітуди , , , . Одержимо систему рівнянь:

(8.8)

з якої аналогічним чином можна знайти -параметри, фіксуючи той чи інший аргумент ( =0, тобто , або =0, тобто ).

Для прикладу знайдемо -параметри у схемі зі спільним емітером, використовуючи статичні характеристики цієї схеми.

Параметри та знаходять за вхідними характеристиками (рисунок 8.4б):

;

.

Рисунок 8.4б – Знаходження параметрів та за вхідними статичними характеристиками БТ в ССЕ

Параметри та знаходять за вихідними характеристиками (рисунок 8.5):

;

Схе- ма	СБ	СЕ	СК
СБ
СЕ
СК

.

Таблиця 8.1

Схе- ма	СБ	СЕ	СК
СБ
СЕ
СК

Рисунок 8.5 – Знаходження параметрів та за вихідними статичними характеристиками БТ в ССЕ

Для правильного знаходження - параметрів необхідно, щоб величини (-5В) та і для вхідних, і для вихідних характеристик брались однаковими.

Знак “-” у формулі для знаходження береться тому, що напрям струму у транзисторі протилежний до напряму струму у чотириполюснику.