8.1.2. Гибридная схема замещения транзистора

Рассмотренные выше системы параметров устанавливают формальную связь между токами и напряжениями на входе и выходе транзистора. Существенным недостатком этих параметров является их зависимость от режима работы транзистора, частоты и температуры. В формальных системах отсутствует связь самих параметров со структурой транзистора. Поэтому применяют эквивалентные схемы БТ, учитывающие способ включения, технологию изготовления и частотную зависимость. Эквивалентные схемы (схемы замещения) составляют таким образом, чтобы токи и напряжения, протекающие в них, в достаточной мере отвечали процессам в транзисторе. Схему замещения целесообразно строить, моделируя сначала активную область транзистора, расположенную под вводом эмиттера, а затем учитывать области транзистора в поперечном направлении.Одна из таких схем транзистора, включенного по схеме с ОЭ, предложенная Джиаколетто, носит название гибридной П-образной схемы (рис. 8.3)

Схема имеет две базовые точки: б – внешний вывод базы и б' – внутреннюю точку базы. Базовый ток протекает от базового вывода через пассивную область, имеющую сравнительно большое сопротивление. Это поперечное сопротивление увеличивается по мере удаления от края эмиттера к его середине, и следовательно, является усредненным по сечению эмиттера сопротивлением базы . Падение напряжения, создаваемое базовым током на этом сопротивлении, приводит к уменьшению потенциала эмиттерного перехода(в точкеб’) по сравнению с приложенным к базе напряжением(в точкеб). Так как потенциал базы у эмиттерного перехода зависит от поперечной координаты вдоль ширины эмиттера, потенциалтакже является усредненной величиной. Эмиттерный переход представлен здесь сопротивлением(проводимостью) и емкостью, а коллекторный переход – сопротивлением(проводимостью) и емкостью. Генератор токаотражает влияние входной цепи на выходной ток. Величинаназываетсявнутренней крутизной, так как она определяется по потенциалу внутренней точки б'. Емкость эмиттерного перехода, работающего в прямом включении, в основном определяется диффузионной емкостью, связанной с процессами накопления заряда подвижных носителей в базе. Коллекторный переход смещен, как правило, в обратном направлении, поэтому его емкость обусловлена барьерной емкостью перехода. Сопротивление(проводимость) характеризует воздействие коллекторного напряжения на ток эмиттера за счет изменения ширины коллекторного перехода и эффективной ширины базы.

Значения элементов эквивалентной схемы можно определить из геометрических размеров и конструкции транзистора. Но их можно найти и экспериментальным путем с помощью -параметров.

Крутизна является обратной величиной от сопротивления эмиттера. При комнатной температуре сопротивлениепревышает сопротивление эмиттера во столько раз, во сколько эмиттерный ток больше базового. По определению параметра, можно записатьи тогда

где – постоянная составляющая тока эмиттера, мА.

На низких частотах емкостью можно пренебречь и записать:

Это сопротивление лучше замерить непосредственно на высокой частоте, когда зашунтировано емкостьюи в этом случае

Сопротивление коллекторного перехода можно найти с помощью коэффициента обратной связи по напряжению , который определяется в режиме холостого хода на входе транзистора=0:

В соответствии со схемой (рис. 8.3) выходная проводимость с учетом большой величины сопротивления база-эмиттер и база-коллектор:

Емкость может быть найдена из условия равенства проводимости база-коллектор и проводимости емкости эмиттера, которое выполняется на некоторой граничной частоте, когда выходной ток транзистора уменьшается по абсолютной величине враз, по сравнению с током на низких частотах.

Для этого случая граничную частоту удобно находить по экспериментальной характеристике .