1 8. Параметры транзистора как четырехполюсника

Чтобы исключить взаимной влияние цепей активного четырехполюсника друг на друга, h-параметры измеряются в режиме холостого хода (ХХ) – со стороны входы включается большая индуктивность и режиме короткого замыкания – со стороны выхода включается конденсатор большой емкости (при этом пусть тока по постоянно составляющей сохраняется, а по переменной получается режим короткого замыкания).

Физический смысл:

1. h11 – сопротивление транзистора на входных зажимах по переменной составляющей тока, Ом, определяется в режиме КЗ со стороны выхода. h11=ΔU1/ΔI1 (при U2=const).

2. h22- проводимость транзистора на выходных зажимах транзистора, См (определяется в режиме ХХ). . h22=ΔI2/ΔU2 (при I1=const).

3. h21 – статический коэффициент передачи тока со входа на выход, определяется в режиме КЗ. h21об≈α; h21оэ≈β. h21=I2/I1 (при U2=const).

4. h12 – коэффициент внутренней обратной связи, показывает какая часть выходного напряжения через элемент внутренней связи попадает на вход (определяется в режиме ХХ). h12≈10^-3..10^-4. h12= ΔU1/ΔU2 (при I1=const).

Система h-параметров называется смешанной или гибридной, потому что параметры имеют разные размерности.

Н а рисунке схема замещения транзистора через систему h-параметров.

В ней отражены: активные свойства транзистора (с помощью генератора тока h21*I1); внутренняя обратная связь по напряжению в транзисторе (с помощью генератора напряжения на входе h12U2); наличие входного сопротивления и выходной проводимости.

Система уравнений имеет вид: U1=h11*I1+h12*U2; I2=h12*I1+h22*U2.

h-параметры можно определить с помощью ВАХ транзистора. Например, для ОЭ:

ΔUбэ=h11э*ΔIб+h12э*ΔUкэ; ΔIk=h12эΔIб+h22*ΔUкэ. Соответственно тут можно выразить каждый из h-параметров для схемы с ОЭ.

19. Работа транзистора с нагрузкой

В практических схемах в выходную цепь транзистора всегда включают нагрузку, а во входную цепь источник сигнала, который необходимо усилить. Режим работы транзистора с нагрузкой и называется динамическим режимом работы. Рассмотрим схему на основе ОЭ (любую схему с ОЭ без Rэ, Rk как Rн).

Uвх=Uбэ. Uвых=Uкэ. Если Uг=0, то данный режим называется режимом покоя и для него Е=IкRk+Uкэ. Выразить отсюда Iк=(Еk-Ukэ)/Rk=Ек/Rk+Uke/Rk. Это уравнение линии нагрузки. Дальше построить ВАХ и отметить на нем линию нагрузки и рабочую точку.

Линия нагрузки говорит о том, что все промежуточные значения между точками M и N (пересечение линии с осью х и y) соответствуют различным значениями тока и напряжения в выходной цепи транзистора. Точка пересечения линии нагрузки с выходной характеристикой для заданного тока Iб называется рабочей точкой. Ikр=βIбр. Uкэр=Е-Iкр*Rк.

Далее различные варианты: 1. Сопротивление Rн непосредственно подключено к коллектору транзистора. Изобразить схему (как в задаче, но без Re). Uвых=Uk=Uke. E=I1Rk+Uke. I1=Ik+Iн=Ik+Uke/Rн; E=IkRk+Uke(Rн+Rk)/Rн. Выразить отсюда Ik. Построить линию нагрузки. Вывод: подключение Rн непосредственно в коллектору транзистора приводит к смещению влево положения линии нагрузки и уменьшению значений Iкр и Ukeр при том же значении тока базы.

2. Сопротивление Rн подключено к коллектору транзистора через конденсатор С, т.е. нагрузка подключена по переменному току (Схема как в курсаче). Если переменный сигнал в цепи отсутствует, то xc=1/wcбескон. Т.о. ток на поступает на Rн. Линия нагрузки не изменяет своего положения (совпадает с линией статической нагрузки). Если же подать входной сигнал Uг=Umsinwt, то |xc|=1/wc<<Rн. В этом случае Rн по переменному сигнал подключена к коллектору транзистора параллельно Rk, тогда Rэкв=Rk||Rн. Это приводит к тому, что линия нагрузки меняет свое положение. Такая линия нагрузки называется динамической нагрузочной прямой. Uk=Ik*Rk||Rн+Uke.