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

книги из ГПНТБ / Власов В.Ф. Электронные и ионные приборы Учеб.пособие для радиотехн.вузов и фак

.pdf
Скачиваний:
92
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
26.17 Mб
Скачать

системе функциональная зависимость между токами и напря­ жениями триода задаётся в виде:

 

U-l =

/ б ( Л >

^

2);

А

=

fb

!*)■

( 2 3 . 1 8 )

В этом

случае:

 

 

 

 

 

dUl

 

 

 

 

dUx -

dUl dh +

 

 

 

(23.19.)

 

 

 

dl1

 

 

dU2

 

 

 

 

dl, =

-d^ d l x +

 

dl2

 

 

(23.20)

Введём обозначения:

dlx

1

dU%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d U x

входное сопротивление

 

триода

при короткозамкну­

И и

 

d l i

той выходной цепи1);

 

 

 

 

 

d U x

 

 

 

 

 

коэффициент обратной

 

связи

по напряжению при

И 12

 

d U t

разомкнутой входной цепи х);

 

 

 

d h

 

 

 

коэффициент усиления

по току

при короткозамкну­

я 21

d h

той выходной цепи1);

 

 

 

 

 

d h

 

 

 

 

 

выходная

проводимость

при

разомкнутой

входной

И 22

d U 2

цепих).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обозначения,

 

получим следующие

Использовав указанные

 

соотношения для малых

амплитуд:

 

 

 

 

 

 

U ^ H n h + HnU*,

 

 

(23.21)

 

 

Л = Я 21/1 +

Я м£/2.

 

 

(23.22)

Для измерения Я-параметров необходимо обеспечение режи­ мов холостого хода во входной цепи и короткого замыкания в выходной цепи, что нетрудно сделать как для плоскостных, так и для точечных триодов.

Связь между системами параметров

При практических расчётах может встретиться необходимость перехода от одной системы параметров к другой системе или от параметров в одной схеме включения триода к параметрам в другой схеме включения. Формулы для такого перехода можно получить, решая соответствующие уравнения относительно неза­ висимых переменных, например:

U i Z y J 1 -f- Z i - J z ,

U2 Z u l i - f - Z2212•

j _

0x—z12 u2

_ Z22£/j ^12^2

 

 

■2ц Z22 — Z12Z21

*) Д л я п ер ем ен н о й с о с т а в л я ю щ е й .

640

Сравнивая последнее выражение с ур-нием (23.6), находим, что:

у

____ Z22_____ у

________ 2 ц ______

11

ZUZ22— Z12Z21

Zn Z22 — Z12Z21

В табл. 23.2 приведены полученные таким образом формулы перехода от одной системы параметров к другой.

Т а б л и ц а 23.2

Параметры

Z

У

Ум

Zu

|У|

у »

|У|

&21

Z22

Уц

*12

YM

7 21

У_„

Ни

Н12

НИ

Я

Пр и м е ч а н и е ;

 

У»

 

\Y\

 

Yu

 

\Y\

z22

 

1ZI

 

Zl2

 

|2|

 

Z21

 

 

^11

 

|2|

 

Ж .

1

z22

Уц

z12

Уц

z22

Уц

Z2j

У*1

z22

Уп

1

1У1

z22

Уп

\Z\ - ZuZ„ - Z„Z„; |У| - Y n Y „ - У „Ги. |Н | -

н

щ

Ям Я » Я 21

я»1

Я 23 1

Я „

1

Н и

Я12

Н и Н и Ни

Н и

Н пН „ — Н1аН „

41—322

641

Общая база (1)

Z112 = Z113 ф

Ф^ 2 2 3 ^ 1 2 3 ^ 2 1 3

Z121 — •^112 — ^122 —

^ЦЗ — ^ 2 1 3

2 гц =

^112 — ^212 =

 

^ 1 1 3 — У123

Z,221 =

^112 Ф ^222

— Zi22 — Z212 = Zu3

Till — У22а ф Уцз Ф Ф Т122 Ф T2i2 = Y 223

У121 =

— (У222 ф Т12а) =

-

— (Т223 Ф Y 213)

У211 =

— (У222 Ф Y 212) =

=

— (У22З Ф Y 123)

Y 221 = У222 — У222 Ф

Ф УцЗ Ф Tl23 Ф У213

Таблица 23.3

Общий эмиттер (2)

^112 — 2 щ — 2 ц 3 Ф

Ф ^гзз — ^ 1 2 3 — Z213

Z123 =

2ц1

— ^121=>

=

Z223

 

 

^ 1 2 3

■^212 =

2 щ -- ^211 =

= ^ 2 2 3

— Z2 13

Z222 = 2 щ — Z221

Ф 2 2ц = Z223

У112 — Уг21 Ф У ц1 Ф

Ф У121 Ф У211 — УИЗ

У123 = У221 Ф У121 = -- — (Уп, ф У123)

Уг12 — — («У221 Ф У21l) — = — ( ^ 1 1 3 Ф У21з)

У222 = У221 = Уцз Ф

Ф ^ 2 2 3 Ф У123 ’Ф У2 1 3

Общий коллектор (3)

•2цз = Z22l —

ф1А112 — Z123

■^123 = Z 221 —

= Zn22 --

^ 2 1 3 = Z221 — ^222 ~“

^2 2 3 = Z221 —

Z121 — ^211

Уцз Уц 1 Ф У щ ф

Ф У221 Ф У211 = Уцз

У12З = — (У,11 ф У21l) :

— — (Уц2 Ф У122)

Уг1 3 ------(Ущ Ф У12l)

------(Уц2 Ф У212)

У223 = Ущ = УU2 Ф Ф У222 Ф У122 Ф У212

я „ ,= Я ц 2 _Я 113

А ~ \Н3\

|Я2' - Я 122 _

Я,

А

 

1Яз|

ф Яд1з

|Я3|

-- |Яо| -- Я212

Я ,„ =

А

 

Я 1М- | Я з 1

 

|Я8|

Я 222 Я 2о3

“ 221 — А-

—' 3

Ят

Яцз = ~ = Я113

IЯг| — Я121

Я122 —

Б

=1 — Я 1гз

я, _ - 1Я ! | - Я П

Б

(1 Ф Яггз)

Я221 _

га з — Ь

 

W

и

“ и з —

g = “ Ц2

Я,

1 -Я ,121

Б

 

- 1 — Я122

Я „ . =

1 Ф Я2ц

 

= — (1

ф Я2)2)

И

“ г г з

ь

Н

 

 

Нгг1

 

“ 22* —

 

с,

—“ 222

642

Продолжение

Общая база (1)

 

Общий эмиттер (2)

 

Общий коллектор (3)

Hi = 1 Иг =

 

 

 

Иг = I Hi =

 

 

.

 

A n A si

 

 

 

 

 

Нз - 1 — Hi 7

7

 

 

|

А2З

 

 

 

АгЗ

 

 

 

 

 

 

^211^222

 

 

 

 

 

H

 

 

2

222

 

 

 

 

 

A l3

 

 

 

7

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

Z 113

 

 

 

 

1

 

 

,

 

,

АгЗ — АгЗ

,

 

 

.

A28 АгЗ

■^112

 

 

 

 

 

.

 

A22 Азз

1— Из +

7

 

1 — Из-f

 

7

 

 

 

 

 

 

^пз

 

 

 

 

 

 

z 113

 

1 — (*2 4“

rj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^112

П р и м е ч а н и я .

1. В этой

таблице параметрам

схемы с общей базой присвоен

третий

дополнительный

индекс «I»

(Zm>

Z,,i

и т. д.), параметрам схемы с общим эмит­

тером

дополнительный третий

индекс «2», параметрам ехемы с общим коллектором —

дополнительный третий

индекс с З » .

 

 

 

 

и обозначения:

 

 

 

2.

В таблице приняты следующие сокращения

 

 

 

 

 

 

 

 

А = 1

+ | / / * | +

И%is —

W ii* i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

■=*

1

+

\H t\ +

Н 1 П - / / , * .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1Hi | =

W iuH |»i — WiatWan*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|Я,| = //ll|//|2Q

 

Wl2|//a|;,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I/■/.,! e

//паЯ заз

Н № Я 91Я.

 

 

 

 

 

Переход от параметров в од­

 

 

 

 

 

 

 

 

ной схеме

включения к

таким

 

 

 

 

 

 

 

 

же параметрам в другой

схеме

 

 

 

 

 

 

 

 

может

быть осуществлён

при

 

 

 

 

 

 

 

 

помощи формул, приведённых в

 

 

 

 

 

 

 

 

табл. 23.3. Эти формулы полу­

 

 

 

 

 

 

 

 

чены, исходя из того, что для

 

 

 

 

 

 

 

 

трёхполюсного устройства, ка­

 

 

 

 

 

 

 

 

ковым

является

полупроводни­

 

 

 

 

 

 

 

 

ковый триод, три тока / ь / 2, / 3

и

 

 

 

 

 

 

 

 

три напряжения Иъ f/2, £/3 (рис.

 

 

 

 

 

 

 

 

23.25)

связаны

между

собой

 

/ 3 =

0;

и г + U2+

Ц3 =

0, и,

следующими уравнениями: А + / 2 +

следовательно,

по заданным

двум

токам и

двум

напряжениям

всегда можно

найти третий ток и третье

напряжение.

 

 

Определение параметров по характеристикам

Параметры полупроводниковых триодов могут быть опреде­ лены по статическим характеристикам методами, подобными тем, которые применяются для определения параметров элек­ тронных ламп. Для этой цели лучше всего брать характеристи­ ки, снятые для той же схемы включения триода и для той же системы переменных. В противном случае параметры непосред­ ственно не определяются и необходимо делать перерасчёт.

Следует отметить, что значения параметров полупроводни­ кового триода, определённые из статических характеристик, мо-

41*

643

гут быть использованы для расчётов только в диапазоне низких частот, где параметры триода являются чисто активными и не зависят от частоты:

2ц — Rn,

Zia = Rn<

2ai = Rti>

Z22 = R a t,’

Y u

■= g n ,

Y 12 = gia,

Y%\= gn,

Y 2a = gaa\

f t U

— f l u ,

ft\% — flu i

ft 21 ===fl111

ft 22 — fli2'

Рассмотрим для примера методику определения Л-парамет- ров плоскостного триода, включённого по схеме с общей базой. Для определения всех параметров необходимо иметь два семей­ ства характеристик, например входное и выходное. По выход­ ному семейству могут быть определены параметры Л22 и 1г2\

(рис. 23.26а) :

Л12 = —

4 1

м к = 0;

Шк Л/, = 0;

Ыэ

по входному семейству — параметры Ли и Л[2 (рис. 23.266):

и

Д£/*

11 д/. Ши= 0;

f l \ 2 = Шк д/, = о.

 

о

Определив эти параметры и пользуясь далее формулами пере­ хода (табл. 23.2 и 23.3), легко найти другие параметры триода.

В табл. 23.4 указаны примерные значения параметров полу­ проводниковых триодов в диапазоне низких частот.

644

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 23.4

Параметры

 

Плоскостной триод

 

 

Точечный триод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОБ

ОЭ

о к

ОБ

ОЭ

о к

Ru ,

ом

277

277

500-103

750

750

7-103

$12,

ОМ

250

27,5

25-103

200

550

—3-103

•/?21»

ОМ

475-1О3

—475- 10а

500-1О3

10-103

—9,25-Ю 3

6 ,8 -103

R22> ом

500-1О3

25 - 103

25-103

7-103

—2,45-Ю 3

-2 ,4 5 -Ю 3

h{x,

ом

40

800

800

472

— 1,35-Ю 3

-1 ,3 5 -Ю 3

Ьц>

 

5 -1 0 -“

11 • 10~4

• 0,999

0,0286

—0,224

1,22

^21 *

 

—0,95

19

—20

— 1,43

3,78

2,78

Л2г. мка/в

2

40

40

143

2410

- 4 1 0

gn , ма/в

25

1,25

1,25

2,12

—0,817

- 0 ,8 1 7

gi2, ма/в

-0 ,0 1 2 5

0,00138

— 1,25

—0,068

—0,151

0,91

gn,

ма/е

- 2 3 ,8

23,7

- 2 5

- 3

2,8

—0,00206

gi2,

ма/в

0,0139

0,0139

25

0,228

0,228

2,12

?■

+17100

—17099

1

13,3

- 1 2 ,3

' 0,97

Зависимость параметров триода от режима и температуры

При практическом использовании данных о параметрах того или иного триода следует иметь в виду, что величина пара­ метров триода зависит от того, в какой точке характеристики они оп­ ределяются. На рис.

23.27 и 23.28 показана зависимость парамет­ ров триода типа П6 от тока эмиттера, а на рис. 23.29 и 23.30 —

от напряжения коллек­ тора. Ввиду того что на практике наблюдается большой разброс пара­ метров триодов, на ри­ сунках штриховкой по­ казаны области, внут­ ри которых лежат зна­

чения параметров при различных режимах работы. Из характе­ ристик видно, что из всех парметров триода наибольшее измене­ ние испытывают параметры Ли и Л22 при изменении тока эмит­

тера.

 

 

 

 

 

 

Параметры полупроводниковых триодов сильно зависят от

температуры,

причём

практически

приходится учитывать не

только

изменение

окру­

 

жающей температуры,

но

 

также и нагрев переходов

 

при прохождении тока че­

 

рез триод. На рис. 23.31 и

 

23.32

показаны

зависи­

 

мости параметров

герма­

 

ниевого триода П6 от тем­

 

пературы для схемы с об­

 

щей* базой при / э= 1

ма

 

и

UK ——5 в

(изменение

 

напряжения на коллекто­

 

ре

до

—10 в не

сказы­

 

вается

на характере

за­

Р и с. 23.28

висимостей)-

 

 

 

 

Как видно из графиков, величина Л21 практически не зависит от температуры до 100 -*-120°С, а величина входного сопротив­ ления Лп несколько возрастает. Сильная зависимость от тем­ пературы наблюдается у параметров Л[2 и Лм ,

Величина температуры, начиная с которой наблюдается рез-

646

f>n>

hzz >

ьэ = 1ма

пм

м к а /в

60■е

¥)■4 чштшш/шитнтщть

го

Ок,6

л -5 -10 -15 -го -25 -30

Рис. 23.29

Рис. 23.31

647

кое увеличение коэффициента обратной связи по напряжению Ахг и выходной проводимости h22, определяется соотношением между собственной и примесной проводимостями материала, из

 

которого

изготовлен

 

триод,

т.

е. теми

же

 

факторами, что и в

 

диодах

 

(см.

§ 22.4).

 

При использовании для

 

изготовления

триодов

 

германия

с

низким

 

удельным

сопротивле­

 

нием

(менее

1,5-ь-

 

2 ом.см)

удаётся

t°C

обеспечить

работоопо-

собность

приборов

до

-

температуры

порядка

 

+ 100°С.

 

Кремниевые

 

триоды

 

вследствие

большей ширины запретной зоны Ai^ и соответственно малой собственной проводимости кремния удаётся изготавливать «а предельные температуры до 150°-ь 170°С и более.

§ 23.5. Динамический режим полупроводниковых триодов

Общие сведения

При работе триода в схеме в его выходную цепь обычно вклю­ чается сопротивление нагрузки ZH, а во входной цепи действует некоторый генератор сигнала Е с с внутренним сопротивлением Zc (рис. 22.33). В этом случае во время работы изменяются все токи и напряжения триода и такой режим принято называть ди­ намическим.

Связь между токами и напряжениями при этом определяется уже не двумя уравнениями, как в статическом режиме, а че­ тырьмя. К двум уравнениям, описывающим поведение трио­ да в статическом режиме,

и . - МЛ>и„-„», • (23.23)

~ fv ( U к) 1э = co n s

следует добавить ещё два:

U. = E. + Ee- Z J v UK= Ек - IKZH.

(23.24)

Характеристики и параметры триода, работающего в дина­ мическом режиме, называют динамическими. Они могут сущест-

648

венно отличаться от соответствующих характеристик и пара' метров статического режима, так как определяются не толькосвойствами триода, но и характером схемы, в которую этот триод включён. Строго говоря, в этом случае мы имеем дело уже с ха­ рактеристиками и параметрами не триода, а схемы.

Рассмотрим основные динамические параметры и характе­ ристики триода как усилителя и свяжем их с соответствующими статическими параметрами и характеристиками.

Динамические параметры полупроводникового триода

Динамическими параметрами полупроводникового триода1 называются величины, связывающие малые изменения токов и напряжений триода в динамическом режиме.

Динамические параметры могут быть введены в любой сис­ теме и так же, как и статические, зависят от способа включения триода. Практически удобно пользоваться следующими дина­ мическими параметрами:

1. Входное сопротивление триода в динамическом

режиме •

Zex= % ~ .

(23.25)

‘1

 

т. е. сопротивление, которое, представляет входная цепь триодз для входного тока 1\ при наличии нагрузки в выходной цепи.

2. Динамический коэффициент усиления по току

 

К / =

(23.26)

3. Динамический коэффициент усиления по напряжению

Ки=%~-

(23.27)

4. Коэффициент усиления по мощности

 

К0 = Zsss-

(23.28)

Рвх

 

Рассматривая триод в динамическом режиме как четырёхпо­ люсник, к которому со стороны выхода подключена нагрузка ZK„ легко получить формулы, дающие связь динамических парамет­ ров со статическими. Для схемы, изображённой на рис. 23.34, можно написать следующие уравнения:

= ДцЛ -f- H itfJt,

(23.29)

iz = H z iii Н 22О 2 ,

(2з.зо)

i/i = — i z Z H.

(23.31)

6 4 9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ