4. Еквівалентна схема заміщення, h – параметри транзистора

Для аналізу транзисторів і транзисторних схем в різних умовах їх експлуатації користуються еквівалентною Т-подібною схемою, яка заміняє транзистор.

При побудові еквівалентної схеми транзистора виходять із того, що емітерний і колекторний переходи, як і шар бази, мають визначені опори r_E, r_К, r_Б. Тому найпростішою еквівалентною схемою транзистора повинно бути коло, яке складається із опорів r_E, r_К, r_Б, з’єднаних між собою.

Схема із спільною базою

αІ_Е

r_Е r_К

1 2

U_вх r_Б U_вих R_н

1. 2

Рис. 2.3.5. Еквівалентна Т-подібна схема транзистора

для схеми зі спільною базою

Для даної схеми І_К ≈ α І_Е, так як паралельно r_К в еквівалентній схемі ввімкнено додатковий генератор, який виробляє струм α І_Е.

Вхідна напруга визначається за формулою

(2.3.11)

В иходячи з формули 2.3.11, отримаємо значення для вхідного опору

(2.3.12)

Так як r_Е і r_Б - невеликі, то R_вхБ становить одиниці (десятки) Ом.

Схема із спільним емітером

βІ_Е

r_Б r_К 2

1

U_вх r_Е U_вих R_н

2 2

Рис. 2.3.6. Еквівалентна Т-подібна схема транзистора для схеми зі спільним емітером

В даній схемі для відображення реального підсилювального режиму роботи транзистора в вихідне коло ввімкнений додатковий генератор струму βІ_Б. Виходячи із вищевикладеного, отримаємо

Т оді

( 2.3.13)

З розуміло, що

Схема із спільним колектором

В еквівалентній схемі на рис. 2.3.5, яка відображає властивості каскаду зі спільним колектором,

( 2.3.14)

βІ_Е

r_Б r_К

1 2

r_Е

U_вх

R_н U_вих

1 2

Рис. 2.3.5. Еквівалентна Т-подібна схема транзистора

для схеми зі спільним колектором

Для визначення h - параметрів транзистора представимо активний чотириполюсник, всередині якого знаходиться схема із спільною базою.

1 2

І₁ І₂

U₁ U₂

1 2

Рис. 2.3.6. Схема для визначення h - параметрів транзистора

U₁, U₂, І₁, І₂ – всі ці величини взаємопов’язані. За двома заданими з них можна визначити дві інші за статичними характеристиками (суть статичних характеристик буде розглянуто в наступному параграфі).

Нехай І₁ і U₂ - задані, то

U ₁ = f₁ (I₁, U₂)

(2.3.15)

I₂ = f₂ (I₁, U₂)

Продиференціювавши дану систему рівнянь, отримаємо

Позначимо

і проінтегруємо систему. Тоді вона прийме вигляд

U₁ = h₁₁ I₁ + h₁₂ U₂

I₂ = h₂₁ I₁ + h₂₂ U₂

де h₁₁, h₁₂, h₂₁, h₂₂ - h-параметри транзистора.

Кожен h-параметр транзистора має свою фізичну суть:

- величина вхідного опору

• к оефіцієнт зворотнього зв’язку (характеризує степінь впливу вихідної напруги на вхідну)

- коефіцієнт підсилення за струмом

• в ихідна провідність