Вторинні параметри біполярного транзистора

Вторинні параметри біполярного транзистора це параметри, які залежать від схеми його ввімкнення. Усі системи вторинних параметрів транзистора основані на тому, що транзистор розглядають, як активний лінійний чотириполюсник, який має дві вхідні і дві вихідні клеми (рис.3). Вторинні параметри зв’язують вхідні та вихідні змінні струми (І₁, І₂) і напруги (U₁, U₂) і справедливі тільки для певної схеми його ввімкнення та для малих значення амплітуд сигналів. Вторинні параметри – це низькочастотні та малосигнальні параметри біполярного транзистора. Для опису властивостей транзистора як чотириполюсника переважно використовують Z, Y та H – параметри.

Рис.3.

Якщо прийняти за незалежні змінні струм на вході та на виході чотириполюсника, а за залежні зміні – напруги вході та виході, то отримуємо два рівняння з Z -параметрами.

(8)

Z-параметри біполярного транзистора отримуємо з системи рівнянь (8) чотириполюсника, який описується з використання Z-параметрів. Z-параметри визначаються в режимі холостого хода на виході та на вході.

– вхідний опір транзистора в режимі холостого ходу на виході (І₂ =0)

(9)

– зворотний перехідний опір транзистора в режимі холостого ходу на вході (І₁ =0)

(10)

– прямий перехідний опір транзистора в режимі холостого ходу на виході (І₂ =0)

(11)

– вихідний опір транзистора в режимі холостого ходу на вході (І₁=0)

(12)

Для рівнянь чотириполюсника з використанням Y-параметрів за незалежні змінні приймають напруги на вході та на виході , а в якості залежних зміних – струми на вході та на виході.

Y-параметри біполярного транзистора отримуємо з системи рівнянь чотириполюсника, який описується з використанням Y-параметрів

(13)

Y-параметри біполярного транзистора отримуємо з системи рівнянь чотириполюсника, який описується з використанням Y-параметрів.

Y-параметри визначаються в режимі короткого замиканя на виході (U₁ =0) та на вході (U₂=0).

– вхідна провідність транзистора в режимі короткого замикання на виході (U₂=0)

(14)

– зворотний перехідна провідність транзистора в режимі короткого замикання на вході (U₁ =0)

– прямий перехідний опір транзистора в режимі короткого замикання на виході (U₂ =0)

(15)

– вихідний опір транзистора в режимі короткого замикання на вході (U₁=0).

(16)

Для отримання рівнянь чотириполюсника з використанням H-параметрів за незалежні змінні приймають стум на вході та напруга на виході, а в якості залежних змінних – напруга на вході та струм на виході.

(17)

Система H-параметрів є гібридною: одні H-параметри визначаються в режимі холостого ходу на вході (І₁ =0), а інші в режимі короткого замикання на виході (U₂ =0).

H-параметри біполярного транзистора визначають з системи рівнянь (17) в характерних для транзистора режимах: холостого ходу на вході (І₁ =0) та короткого замикання на виході (U₂ =0).

– вхідний опір транзистора в режимі короткого замикання на виході (U₂ =0)

(18) – коефіцієнт внутрішнього зворотного зв’язку транзистора за напругою в режимі холостого ходу на вході (І₁ =0)

(19)

– коефіцієнт підсилення за струмом транзистора в режимі короткого замикання на виході (U₂ =0)

(20)

– вихідна провідність транзистора в режимі холостого ходу на вході (І₁ =0)

(21)

Рис.4. Схема заміщення біполярного транзистора,

в якій використовуються h-параметри

Значення H-параметрів біполярного транзистора залежать від схеми його ввімкнення. У залежності від схеми ввімкнення біполярного транзистора H-параметрам присвоюють відповідний індекс. Зокрема, параметри транзистора для схеми зі спільною базою мають індекс (б), а параметри для схеми зі спільним емітером – індекс (е). Значення H-параметрів отримують, як відношення значень абсолютних приростів струмів в напруг біля робочої точки транзистора.

Для отримання значень H-параметрів транзистора використовують сімейства вхідних та вихідних статичних характеристик. Оскільки вторинні параметри транзистора залежать від схеми його ввімкнення, то розрізняють H-параметри для схеми зі спільною базою та H-параметри транзистора зі спільним емітером.

Система рівнянь, які зв’язують прирости вхідних та вихідних струмів та напруг за допомогою h-параметрів для схеми зі спільною базою має наступний вигляд

(22)

З (22) отримуємо значення h-параметрів для схеми зі спільною базою

вхідний опір для схеми зі спільною базою в режимі короткого замикання на виході (U_кб = const)

(23)

коефіцієнт внутрішнього зворотного зв’язку за напругою для схеми зі спільною базою в режимі холостого ходу на вході (І_e = const)

(24)

– коефіцієнт підсилення за струмом транзистора в режимі короткого замикання на виході (U_кб = const)

(25)

– вихідна провідність транзистора в режимі холостого ходу на вході (І_e =const)

(26)