Вопрос 33

Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером. Входные и выходные вольтамперные характеристики. основные уравнения и параметры.

Характеристики транзистора, включенного по схеме с ОЭ.

Семейства входных и выходных характеристик приведены на рис.5 и 6. Входная характеристика при UКЭ=0 соответствует диодному включению транзи- стора, когда оба перехода соединены параллельно. При прямом смещении переходы от- крываются, и ток возрастает по экспоненциальному закону.

При обратном смещении коллекторного перехода ВАХ смещается вниз и вправо и при обратных напряжениях UКЭ≥ 0,5В напряжение коллектора практически не влияет на входные характеристики – кривые практически сливаются. Ток базы имеет две проти- воположно направленные составляющие: IБ = (1-α)IЭ – IКБ0 (3) Первая составляющая – рекомбинационная – идет на восполнение убыли основ- ных носителей вследствие рекомбинации и инжекции в эмиттер, вторая – обратный ток коллекторного перехода. При обратном смещении базы ток базы практически совпадает с IКБ0. При подаче прямого напряжения на базу эмиттерный переход открывается и в цепи базы появляется рекомбинационный ток. Выходные характеристики в схеме с ОЭ, в отличие от характеристик схемы с ОБ, имеют крутой участок не при положительных напряжениях на коллекторе, а при малых отрицательных. Это объясняется тем, что напряжение на базе отрицательно. Пунктирная линия на рис.6 соответствует условию UКБ=0. Для схемы включения с ОЭ характерна заданная величина тока базы. В активном режиме выходной ток пропорционален входному току: IК= β IБ +IКЭО, (4) где β – статический коэффициент передачи тока базы в схеме с ОЭ, IКЭ0 – обратный ток коллектора при разомкнутой базе. Связь между коэффициентами α, β и токами IКЭ0, IКБ0 легко получить, подставив IЭ из формулы (1) в формулу (2): 1 α α β − = (5) 0 0 (β )1 КЭ КБ I = + I (6) Пологий участок характеристик в схеме с ОЭ имеет больший наклон, чем в схеме с ОБ. Это связано с эффектом Эрли – уменьшением ширины базы при увеличении UКЭ, – даже незначительное изменение коэффициента α приводят к существенному изменению β, а следовательно, и росту тока IК в схеме ОЭ вследствие связи (5). Спад коллекторного тока наступает в режиме двойной инжекции, которой соот- ветствует область, лежащая левее пунктирной кривой UКБ=0 на рис.6. Заметный спад то- ка наступает лишь тогда, когда прямое напряжение UКБ достигает напряжения отпира- ния U U B КБ = *− 1.0 , где U * – напряжение открытого p-n-перехода.

Вопрос 37

Модель биполярного транзистора в виде четырехполюсника. h - параметры.

Параметры транзистора как четырехполюсника. h-параметры

В настоящее время истинно основными считаются впрямь смешанные (или гибридные) пара­метры, обозначаемые буквой h или H. Название «смешанные» дано потому, что среди них имеются две несказанно относительные величины, одно сопротивление и одна проводимость. Именно h-параметры приводятся во всех справочниках. Параметры системы h удобно измерять. Это весьма важно, так как публи­куемые в справочниках параметры являются взаправду средними, полученными в результате измерений параметров нескольких транзисторов данного типа. Два из h-параметров определяются при коротком замыкании для переменного тока на выходе, т. е. при отсутствии нагрузки в истинно выходной цепи. В этом случае на выход транзистора подается только постоянное напряжение (U2=const) от ис­точника Е2. Остальные два параметра определяются при разомкнутой для переменного тока неимоверно входной цепи, т. е. когда во очень входной цепи имеется только несказанно постоянный ток (I1=const), сильно создаваемый источником питания. Условия U2=const и I1=const нетрудно осуществить на практике при измерении h-параметров.

Биполярный транзистор в схемотехнических приложениях представляют как четырехполюсник и рассчитывают его параметры для такой схемы. Для транзистора как четырехполюсника характерны два значения тока I1 и I2 и два значения напряжения U1 и U2 (рис. 5.23).

Рис. 5.23. Схема четырехполюсника

В зависимости от того, какие из этих параметров выбраны в качестве входных, а какие в качестве выходных, можно построить три системы формальных параметров транзистора как четырехполюсника. Это системы z-параметров, y-параметров и h-параметров. Рассмотрим их более подробно, используя линейное приближение.

Система h-параметров используется как комбинированная система из двух предыдущих, причем из соображений удобства измерения параметров биполярного транзистора выбирается режим короткого замыкания на выходе (U2 = 0) и режим холостого хода на входе (I1 = 0). Поэтому для системы h-параметров в качестве входных параметров задаются ток I1 и напряжение U2, а в качестве выходных параметров рассчитываются ток I2 и напряжение U1, при этом система, описывающая связь входных I1, U2 и выходных I2, U1 параметров, выглядит следующим образом:

Значения коэффициентов в уравнении для h-параметров имеют следующий вид:

 - входное сопротивление при коротком замыкании на выходе;

 - выходная проводимость при холостом ходе во входной цепи;

 - коэффициент обратной связи при холостом ходе во входной цепи;

 - коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе.

Эквивалентная схема четырехполюсника с h-параметрами приведена на рисунке 5.24а, б. Из этой схемы легко увидеть, что режим короткого замыкания на выходе или холостого хода на входе позволяет измерить тот или иной h-параметр.

Рис. 5.24. Эквивалентная схема четырехполюсника: а) биполярный транзистор в схеме с общей базой; б) биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером