Визначення hб-параметрів біполярного транзистора за статичними характеристиками

Для визначення h_б-параметрів транзистора використовують метод характеристичного трикутника.

На вхідній характеристиці транзистора при сталій напрузі U_кб1=const вибираємо робочу точку Р. Потім через точку Р проводимо дотичну до вхідної характеристики аb, яка є гіпотенузою характеристичного трикутника і на її основі будуємо трикутник аbс (рис.5), таким чином, щоб його прямий кут (точка С) знаходився на вхідній характеристиці, яка знята при напрузі U_кб2=const. Використовуючи катети і характеристичного трикутника розраховуємо значення h_11б  вхідний опір транзистора в схемі зі спільною базою

при

де m_U ‒ масштабний коефіцієнт вхідної характеристики за напругою,

m_І ‒ масштабний коефіцієнт вхідної характеристики за струмом.

З цього ж трикутника визначаємо h_12б  коефіцієнт зворотного зв’язку за напругою транзистора в схемі зі спільною базою при

,

Рис.5. Визначення параметрів h_11б і h_12б

біполярного транзистора за вхідними характеристиками

Параметри h_21б і h_22б визначають за вихідними характеристиками, які зображені на рис.6. Побудувавши характеристичний трикутник fnk знаходимо h_21б  коефіцієнт підсилення транзистора за струмом в схемі зі спільною базою.

при

де ‒ ; а

m_І ‒ масштабний коефіцієнт вихідної характеристики транзистора за струмом.

З цього ж характеристичного трикутника krs на вихідній характеристиці визначаємо h_22б  вихідну провідність транзистора в схемі зі спільною базою

при

де m_І ‒ масштабний коефіцієнт вихідної характеристики транзистора за струмом;

m_U ‒ масштабний коефіцієнт вихідної характеристики транзистора за напругою.

Рис.6. Визначення параметрів h_22б і h_21б біполярного транзистора за вихідними характеристиками

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

(27)

З (27) 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)

(28)

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

(29)

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

(30)

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

(31)

На вхідній характеристиці транзистора при сталій напрузі U_ке1=const вибираємо робочу точку Р. Потім через точку Р проводимо дотичну до вхідної характеристики аb, яка є гіпотенузою характеристичного трикутника і на її основі будуємо трикутник аbс (рис.7), таким чином, щоб його прямий кут (точка с) знаходився на вхідній характеристиці, яка знята при напрузі U_ке2=const. Використовуючи катети і характеристичного трикутника розраховуємо значення h_11е  вхідний опір транзистора в схемі зі спільним емітером

при (32) де m_U ‒ масштабний коефіцієнт вхідної характеристики за напругою,

m_І ‒ масштабний коефіцієнт вхідної характеристики за струмом.

З цього ж трикутника визначаємо h_12е  коефіцієнт зворотного зв’язку за напругою транзистора в схемі зі спільним емітером при

, (33)

Рис.7. Визначення параметрів h_11е і h_12е

біполярного транзистора за вхідними характеристиками

Параметри h_21е і h_22е визначають за вихідними характеристиками, які зображені на рис.8. Вибираємо робочу точку Р на вихідній характеристиці при сталому значені І_б3 = const. Проводимо пряму pn паралельно до осі ординат при сталому значення напруги між колектором і емітером та розраховуємо значення параметра h_21е  коефіцієнта підсилення транзистора за струмом в схемі зі спільним емітером

при (34)

де ‒ ; а

m_І ‒ масштабний коефіцієнт вихідної характеристики транзистора в схемі зі спільним емітером за струмом.

У вибраній робочій точці Р проводимо дотичну kr до вихідної характеристики при І_б3 = const і на цій дотичній, яка є гіпотенузою прямокутного трикутника, будуємо характеристичний трикутник krs і визначаємо параметр h_22е  вихідну провідність транзистора в схемі зі спільним емітером

при , (35)

де m_І ‒ масштабний коефіцієнт вихідної характеристики транзистора за струмом;

m_U ‒ масштабний коефіцієнт вихідної характеристики транзистора за напругою.

Рис.8. Визначення параметрів h_22е і h_21е біполярного транзистора за статичними вихідними характеристиками

Рис.9. Спрощена схема заміщення біполярного транзистора в схемі зі спільною базою, в якій використовуються первинних параметрів транзистора

де – дифузійний опір емітера (диференціальний опір емітера − );

− дифузійний опір бази , .

Рис.10. Спрощена схема заміщення біполярного транзистора в схемі зі спільним емітером, в якій використовуються первинні параметри транзистора

Рис.11. Спрощена схема заміщення біполярного транзистора в схемі зі спільним емітером, в якій використовуються первинні параметри транзистора

− ємність емітер-колектор для схеми зі спільним емітером

; (36)

− опір колектора для схеми зі спільним емітером

− стала часу колекторного кола .