Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Любивый В.И. Усилительные устройства учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.79 Mб
Скачать

-60

Давая отрицательное приращение - & \ J g

относитель-

но смещения-U g0

при

U KQ = c o n s t

по входной и про­

ходной

характеристикам

находим, что отрицательные токи базы

и коллектора получат

отрицательные приращения,т.е. - д I g

и

- А I

Следовательно,

получим

 

 

 

 

 

 

 

- д 1 .

UKO»GOn^t

 

ик о c o n s i

 

 

 

 

 

 

Параметры

и

 

определяются в режиме коротко­

го замыкания на входе,

когда

a U5 = q (U Sg = c o n s t >

 

Давая

отрицательное

приращение - a U k

при Wg0» c o n s i

,

по выходной и проходной характеристикам находим отрицатель- •

ное приращение коллекторного

тока - д 1

к

и положитель­

ное"- приращение базового тока

+ A I g

, тогда

 

&12 - * V K

IL =с o u s t

К

ьяг

- д и *

jUgo=c o n st

 

оо

 

Ha p c . 1.33 представлена схема для переменных состав­ ляющих ( в нашем случае для приращений). На ней стрелками

~~1

Rh

ш К

___I

Рис. 1.33

- 61

показаны направления приращений токов. Из схемы следует,что

при подаче на вход напряжения

- & U g

, выходной ток

создает на активной нагрузке

( R H)

падение напряжения

а17к со знаком, обратным входному напряжению. Следовательно, транзистор, включенный по схеме с общиЦ

эмиттером, поворачивает фазу усиливаемого сигнала на 180°. Следует заметить, что в изложении мы воспользовались

выходными статическими характерстиками по напряжению, коточ рые используются реже,чем выходные характеристики по току.

Однако в

нашем случае

использование

выходных характеристик

по напряжению несколько упростило изложение.

 

 

Параметры

 

и

g a i=т а г ­

 

 

аналогичны соответстве"но выходной проводимости-лампы ^

й

статической

крутизне лампы

S

.

Поэтому для них сохраним

то же обозначение, что

и для

ламп,

T .e.S = g2i

и

.

Параметры

и

g ift

не имеют ламповых аналогов.

Сравнивая параметры ламп и транзисторов в области низк#х

частот,

можно сделать

т р основных

вывода: *

 

 

1 .

Конечная и довольно большая величина

g # характери­

зует малое

входное сопротивление

транзистора.

 

 

2 . В транзисторе имеет место обратная связь, характе­

ризуемая

конечной величиной и

_ _ _ _ _ _

3 .

Параметры транзистора

существенно

зависят от темпе-*

ратуры

п-р -

переходов.

 

 

На р с .

1.34 изображена

эквивалентная схема транзисч

т о р .

 

 

 

 

I*

Рис. 1.34

-62

Коэффициент усиления нагруженного транзистора соглас­ но выражению ( I .2 I ) определяется по формуле

к. *

( I .3 I )

Внутренняя обратная связь в транзисторе дополнительно уменьшает его входное сопротивление и определяется по фор­ муле

 

 

 

« • * >

Расчеты показывают,

что

влияние генератора тока

S ta ^ a

4 характеризующего

внутреннюю обратную связь тран­

зистора,

необходимо учитывать только яри определении вход­

ной проводимости 2 а *

по формуле (1 .3 2 ), Внутренняя

обратная связь

транзистора

оказывает незначительное влияние

на величии» Ха

и

,

Поэтому при расчетах транзистор­

ных усилителей

можно пользоваться эквивалентной схемой

(рис.1.35).

 

 

 

Рис. 1.35

Этой схемой можно пользоваться при расчетах транзисторного

усилителя в том случае, когда усиливаются частоты,

не пре­

вышающие нескольких килогерц.

 

 

 

 

Низкочастотные параметры большинства

современных ма-

помощник транзисторов

находятся в пределах;

й и

=

-5

10

Н О '5 сам;

Ш

$ -

50ti50|&

;

-s

-4

Отсюда следует, что

крутизна

g ^ - 10 *

ови.

- 63

характеристики транзисторов, как правило, намного превосхо­ ди* крутизну электронных ламп, а внутреннее сопротивление

R^»

сравнимо

с

 

лацдовых триодов.

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ

ВОГООСЫ

 

 

 

1.

Определить параметры транзистора ( о

общим эмитте­

ром) - четырехполюсника

в области низких частот.

 

 

2 . Дать сравнительную оценку параметров лампы и тран­

зистора в области низких частот.

 

 

 

 

 

3 . Дайте оценку влияли» генераторе тока

Ua

 

на входную приводимость

 

«у,

.

я выходные величины

 

I а

 

IL

 

 

 

 

 

 

 

 

§

1,8.

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ПАРАМЕШ» ШНЖСТОРА

 

 

Сложность процессов, происходящих в транзисторах,

и в

связи с этим трудность получения точных зависимостей для их

описания привели к появлению разнообразных электрических

эквивалентных схем,

отражающих о большим или

меньшим прибли­

жением реальные свойства транзисторов в относительно боль­

шом диапазоне частот. Одной из таких схэм является

эквивалент­

ная схема Джнакодяето (рио.1.36)

.

Она позволяет с

удовлет-

вортельным приближением представить свойства транзистора

для частот

4 =(0,3-г с,&)

,

которых с

достаточной

эффективностью он может

быть приманен в усилительных схемах.

{ л

есть граничная

частота

коэффициента

передачи

тока

'шиттёра «с

, на

которой

он

 

уменьшается, в

fHT

разе

по сравнению с его

3;учением *го

в области

шш их

частот.

Упрощенная конструкция сплавного транзистора,представ­

ленная на рис.1.3?

, дает

некоторое представление

о физи­

ческой сущности элементов эквивалентной схемы.

 

 

Жирными линиями формы лунок изображены

входной (эмиттер

-64 -

-база) и выходной (база - коллектор) переходы.

 

Рис.

1,36

 

Диффузионная

эмиттерная емкость С

и барьерная коп-?

векторная C gK

шунтируют эти

переходы.

 

Рис.

1.37

 

Большая активная прямая проводимость входного

перехо­

да иаобрааена черев g ^

; небольшая активная

проводи­

мость выгодного перехода представлена величиной g g - ^ .

Распределенная проводимость базы заменена сосредоточенной при­

водимостью g fi

.

Эквивалентная проводимость g

отра­

жает внутреннюю

обратную связь в транзисторе.

 

Тот факт,

что

через : входной переход проходит

часть

тока входного перехода, зависящая от напряжения на послед­

нем 17э §

,

на схеме отражен

подключением к

выходным зажи­

мам генератора

тока A U ^ g .

Следует иметь

в виду, что на­

пряжение

и э §

меньше входного

напряжения

= U 3 g

и

уменьшается

с

ростом частоты,

что видно непосредственно

из

- 65 -

экии налентной схемы.

Приведенная схема (см. рис.1.36 ) транзистора, не­ смотря на его наглядность, неудобно для практического исполь­ зования. Ряд элементов, входящих в ее состав, трудно подда- : ется непосредственному измерению, а управляемый ток коллек­ тора выражается через напряжение, которое практически неиз­ вестно. Кроме того, использование подобной схемы при анали -.

зе и расчете усилителя каждый раз вынуждает заново состав- : пять уравнения токов и напряжений.

Чтобы избавиться от этих трудностей, необходимо охе- : му и систему параметров преобразовать к виду, удобному для анализа и расчета усилительных схем.

Подобное преобразование целесообразно осуществить путем использования известных приемов четырехполюсников,

вычислив для нее одну из систем параметров.

 

Для наших целей лучше всего найти Y

- параметры,

выразив их через величины, которые сравнительно легко можно определить. Знание Y - параметров дает возможность представить эквивалентную схему транзистора в более общем

виде, аналогичном

эквивалентной

схеме

лампового усиления

с комплексными параметрами.

 

 

/пак, найдем

зависимости для

Y

- параметров схемы

рис. 1.36. Для схемы рис. 1.36 составим следующие зависимос­ ти:

гае

и 'э{

- и ,- 1 Л

; Y ,6 - g j 6 *j<JC 36; ^

. g 8|(. j u C 6K i

 

 

-

напряжение, приложенное

к эыиттерному

переходу.;

 

Исключая

из этих уравнений U э§

и делая

некоторые

упрощения,

связанные с тем, что величины

 

и

С Бк

обычно на

несколько

порядков меньше,

чем

g

и

С

- 66 -

меньше

А

 

получим:

 

 

1бк

 

 

 

 

 

 

 

i

_

 

 

U + ( ------

l s r

>1/

 

1

эб 6

u i

b

 

 

А

 

 

эй1®

I

и

( 4Yffigg.+у ,

*<r )U

2 1+Y36r 6

i

v 1 *Y _r«

 

бк

«эк7 к *

 

 

эб б

 

 

 

Таким

образом, мы получили

уравнения четырехполюсника *

аналогичные уравнениям, полученным ранее для транзистора в области низких частот, с той лишь разницей, что все действи-t-

тельные

g -

параметры

заменены комплексными

пара­

метрами следующего вида:

 

 

 

 

У эб

 

 

Y

~ У 6*

.

 

 

 

i f ” 1

*Y v

*

 

 

 

 

1 * * 3 6 * 6

 

 

А

 

 

 

 

 

 

1 * Т и г

S

“ V « r e

8 »

 

 

эй1

 

 

 

 

Проделав некоторые несложные преобразования, получим сравнительно удобную запись Y - параметров

 

%и *

.

(1.33)

 

" Т Т у с у г

>

 

у _

Stg* 3*^Сбк

_

( 1 . з »

г а "

i +

•>

Ъ

_ s ______

 

( 1 . 35)

1 + j

 

 

 

 

- 67 -

(1 .3 6 )

В эти выражения, кроме четырех низкочастотных пара­

метров

g u , gta ,S и

, входят

три дополнительные

высокочастотные параметра:

постоянная

времени

, распре­

деленное

сопротивление базы

и коллекторная емкость

C gK .

Совокупность этих параметров

и образует

систему па­

раметров полупроводникового триода, Более существенное влия-» ние на качественные показатели триода оказывают крутизна хач

рактеристики

S

,

входная проводимость

g ^

, коллектор­

ная емкость

Сбк

.сопротивление

базы

и постоянная

времени <Х

 

 

 

 

 

 

Из выражения

(1.33) следует, что проводимость базы

можно определить при

= «о

, т .е .

 

 

 

 

Xill <0 = 0* "

fg

 

Сопротивление базы изменяется в среднем от десятков

до сотен ом.

 

 

 

 

Величину

Т,

можно определить из соотношения

 

 

 

*1, с J l J jl

 

или

из экспериментально снятой

зависимости крутизны S

от

частоты, при

этом

следует воспользоваться соотношением

 

-

68 -

половив | S | = -y ~ r

, тогда

'ъ = ^ •

Постоянная величина

f t

обычно имеет веяпчи;у поряд­

ка I ыксск для сплавных и тысячи долей мксек для дрейфовых.

Коллекторная

ёмкость

 

С йк обычно дается в справочки-,

ках; она изменяется от единиц пф для дрейфовых и до десят­ ков пф для сплавных полупроводниковых триодов.

Экспериментальные исследования параметров транзисторов показывают, что большинство параметров, кроме коллекторной

емкости

С § к

, почти

не зависят от напряжения на коллекто­

ре

[_ I

9

они

зависят от тока коллектора (ри с.1.38).

Емкость в основном зависит от коллекторного напряже­

ния (рис.

1 .38,а ).

Ее можно приблизительно определить по

Формуле

 

 

 

 

На рис. 1.38 для транзистора IIIЗА приведены типичные характеристики зависимости параметре*.. Ъ S ', g 1{-, и t*g от коллекторного тока. Из почти линейной зависимости Первых четырех параметров от коллекторного тока следует,’ что, зноя их для одного значения тока (рабочей точки), можно опреде­ лять эти параметры для любого другого значения тока' (рабо­ чей точки) в пределах линейной зависимости я& формулам:

 

Н«2_. S ^ 1К. 1

^К,

1 к. -

 

6 „< У " у ’ М 1К[) ‘ 1 , / w v ’ У ’

 

g j , < W

I n .

 

 

 

g i < V

1 * .

 

 

 

В заключение следует отметить,

что в полосе частот от

О

Ю^гц параметры большинства

транзисторов

мало зави­

сят от частоты. Это позволяет при расчетах в этом диапазоне частот пользоваться низкочастотными пирометрами

- 69 -

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Нарисовать эквивалентную схему Дкиаколлето и пояснить ее элементы.

2 . Определить Y - параметры транзистора - четырех­ полюсника в области высоких частот.

3. Сравнить параметры транзистора с параметрами лампы $ области высоких частот.

Сравнить эквивалентные схемы лампы и транзистора.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ