3.7. Напівпровідникові й електровакуумні прилади як активні

чотириполюсники

Розглянуті в п. 3.5 та 3.6 активні елементи радіоелектронних кіл мають різну фізичну природу, будову і принцип дії, але в радіоелектронних пристроях вони виконують одну й ту саму функцію: підсилення, комутацію або нелінійне перетворення електричних сигналів. Тому для аналізу властивостей, а також технічних параметрів радіоелектронних пристроїв дуже зручно мати спільний для всіх електронних і напівпровідникових пристроїв математичний апарат, узагальнені математичні та графічні моделі, єдині еквівалентні схеми заміщення. Основою для такого підходу служить теорія лінійних чотириполюсників, розглянута в гл. 2.

Хоча транзистори й електровакуумні тріоди приєднуються до схеми трьома виводами, їх можна розглядати як чотириполюсники з одним спільним для входу і виходу електродом. Спільним можна зробити будь-який електрод, а тому для кожного електронного приладу існують три схеми вмикання. Характеристики та параметри цих схем можуть бути перераховані при переході від однієї схеми до іншої.

П риймаємо як основу таку схему вмикання електронного приладу, для якої спільним

Рис. 3.23. Еквівалентна схема напівпровідникового приладу як чотириполюсника

електродом є джерело основних носіїв заряду (витік, емітер, катод), а вхідним — електрод, за допомогою якого змінюють внутрішній опір електронного приладу (затвор, база, сітка). Дві інші схеми можна одержати з основної, розглядаючи їх також як основну, охоплену 100 %-м негативним 33 за струмом або напругою. Перерахунок усіх параметрів і характеристик виконується згідно з загальними властивостями застосованих видів 33.

Для аналізу роботи електронних приладів найчастіше використовують системи - та -параметрів. Властивості електронних ламп і польових транзисторів описують -параметрами, властивості біполярних транзисторів на високих частотах — теж -параметрами, а на низьких (за традицією, що склалася, з урахуванням фізичних процесів, які в них відбуваються) — -параметрами.

Надалі будемо користуватися більш зручною для математичних перетворень й універсальною для всіх уживаних активних чотириполюсників системою -параметрів.

Згідно з (2.6) можна розкрити внутрішню еквівалентну структуру чотириполюсника, властивості якого описують системою -параметрів. У загальному випадку всі параметри, а також діючі струми і напруги вважатимемо комплексними величинами, а розглядаючи статичні параметри ВАХ, будемо користуватися активними провідностями. На еквівалентній схемі напівпровідникового приладу (рис. 3.23) той факт, що маємо справу з активним чотириполюсником, відбито введенням еквівалентних ідеалізованих генераторів струму прямої передачі і зворотної передачі сигналу. В переважній більшості практичних випадків еквівалентним генератором внутрішнього 33 можна нехтувати. Для ламп і польових транзисторів . В транзисторних схемах вхідну провідність біполярного транзистора будемо відносити до зовнішнього навантаження попереднього каскаду.

У більшості практичних випадків для аналізу радіоелектронних кас­кадів з метою повного визначення параметрів і властивостей електрон­них ламп та польових транзисторів досить мати лише їхні вихідні харак­теристики, а для біполярних транзисторів — ще й вхідні. Характеристики прямої передачі сигналу можна завжди побудувати, користуючись сім'єю вихідних характеристик каскаду.

Якщо є в тому потреба, то за Y-параметрами можна визначити фізичні параметри приладів, а також параметри інших систем, наприклад H-параметри. Формули для визначення фізичних параметрів транзистора через його Y-параметри мають вигляд

; ; ; . (3.25)