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 .
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
&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 |
|
1Л |
|
^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
\Щ
Н и
Н пН „ — Н1аН „
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-
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.
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-
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-
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 -В Н 22О 2 , |
(2з.зо) |
i/i = — i z Z H. |
(23.31) |