- •Цель лабораторной работы
- •2. Устройство и принцип работы транзисторов
- •2.1. Определение и классификация транзисторов
- •2.2. Устройство биполярного транзистора
- •2.3. Физические основы работы биполярного транзистора
- •2.4. Статические характеристики биполярного транзистора
- •2.4.1. Общие сведения о статических характеристиках
- •2.4.2. Входные характеристики биполярного транзистора в схеме включения с общей базой
- •2.4.3. Семейство выходных характеристик
- •2.5. H-параметры биполярного транзистора в схеме включения с общей базой
- •2.6. Эквивалентные т-образные схемы биполярного транзистора в схеме включения с общей базой
- •2.6.1. Т-образная эквивалентная схема транзистора на низких частотах
- •2.6.2. Т - образная эквивалентная схема транзистора на высоких частотах
- •3. Схема лабораторной установки
- •4. Экспериментальная часть
- •5. Обработка результатов измерений
- •6. Содержание отчета
- •7. Вопросы для самопроверки
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Образец оформления титульного листа
- •Приложение 2
2.5. H-параметры биполярного транзистора в схеме включения с общей базой
Параметры транзистора устанавливают связь между переменными составляющими токов в выводах транзистора и переменными напряжениями на электродах в выбранной рабочей точке.
При работе транзистора с сигналами малых амплитуд транзистор можно представить активным линейным четырехполюсником. Параметры четырехполюсника измеряются на переменном токе и являются дифференциальными. Наибольшее применение нашла смешанная система H - параметров. В этой системе параметры измеряются в режиме холостого хода на входе и в режиме короткого замыкания на выходе (по переменному току), т. е. в режимах, которые легко осуществить на практике. Независимыми переменными в этой системе являются ток на входеи напряжение на выходе, а функциями – напряжение на входеи ток на выходе. Система уравнений четырехполюсника имеет вид
(12)
Параметры H11иH21измеряются в режиме короткого замыкания на выходе, аH12иH22измеряются в режиме холостого хода на входе. Для схемы включения с ОБ входной ток, а выходной ток; входное напряжениеи выходное напряжение, тогда
(13)
- входное сопротивление, определяемое как отношение изменения напряжения эмиттер – база к изменению тока эмиттера при постоянном значении напряжения коллектор – база (не равном нулю);
(14)
- коэффициент обратной связи по напряжению, который определяется отношением изменения напряжения эмиттер – база к изменению напряжения коллектор – база при постоянном токе эмиттера;
(15)
- коэффициент передачи по току, который определяется как отношение изменения тока коллектора к изменению тока эмиттера при постоянном значении напряжения коллектор – база;
(16)
- выходная проводимость, определяемая отношением изменения тока коллектора к изменению напряжения коллектор – база при постоянном токе эмиттера.
H-параметры могут быть измерены на малом сигнале в рабочей точке с помощью специальных приборов либо определены:
а) методом двух отсчетов при снятии входных и выходных характеристик транзистора в лаборатории;
б) графически по семейству входных и выходных характеристик, как показано на рис.11.
, (17)
, (18)
, (19)
. (20)
2.6. Эквивалентные т-образные схемы биполярного транзистора в схеме включения с общей базой
2.6.1. Т-образная эквивалентная схема транзистора на низких частотах
При анализе электрических схем нелинейные элементы заменяют их математической моделью, которая максимально точно отражает работу нелинейного элемента в реальных условиях. Эквивалентная схема является графическим отображением математической модели нелинейного элемента.
В качестве эквивалентной схемы биполярного транзистора часто используют Т-образные схемы замещения. Такая Т-образная эквивалентная схема биполярного транзистора в схеме включения с общей базой для области нижних частот представлена на рис. 12, на котором области биполярного транзистора заменены соответствующими резисторами, а генератор тока αIЭотражает эффект передачи тока эммитера в коллекторную область.
На рис.12 обозначено: rЭ – сопротивление области эммитера, определяемое из соотношения, Ом:
, (21)
где - температурный потенциал, при комнатной температуре Т300 К он равен;rБ– объемное сопротивление области базы, определяемое из соотношения
, (22)
где ρБ- удельное электрическое сопротивление области базы и оно определяется для транзистораp-n-pструктуры выражением: ρБeμnnn;w– толщина базы;rК– сопротивление коллекторного перехода, которое находится из выражения
(23)
и по физическому смыслу представляет собой сопротивление перехода коллектор – база переменному току. Точка Б’ на рис.12 отображает внутреннюю точку базы без учета объемного сопротивления rб.
Рис. 12. Т - образная эквивалентная схема биполярного транзистора на низких частотах