Эквивалентные схемы замещения транзисторов
Эквивалентные схемы необходимы для проведения анализа и синтеза электро- и радиотехнических схем
Рассматриваемые далее эквивалентные схемы можно использовать при условии, что -транзистор работает в линейном режиме,
-изменения токов и напряжений малы по амплитуде,
-нелинейные ВАХ можно заменить линейными,
-параметры транзистора в общем случае являются дифференциальными.
182
физическая Т-образная эквивалентная схема
Эквивалентная схема для включения транзистора по схеме общий эмиттер.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iк |
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|||||
|
|
|
|
º Б |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uкэ |
||||
|
|
|
Э |
|
|
|
|||||||
Uбэ |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Iэ |
─ |
|||||||||
─ |
|
|
|
|
|||||||||
Установим в центре базы теоретическую точку.
Между точкой и выводом базы имеется распределенное объемное сопротивление базы.
Обозначим его через rб.
183
Эквивалентная схема для включения транзистора по схеме общий
эмиттер. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Между точкой и выводом |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
эмиттера имеется p-n-переход, |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iк |
характеризующийся |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
º |
Б |
|
|
|
|
|
дифференциальным |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uкэ |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Э |
|
|
|
сопротивлением rэ. |
|
|
|
|
||||||
Uбэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Iэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
─ |
|
|
|
─ |
Между точкой и выводом |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коллектора имеется |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p-n-переход, характеризующийся |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дифференциальным |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сопротивлением rк. |
∆Uк |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆Uбэ |
rк = |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rдиф = ∆Iб |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆Iк |
184 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
физическая Т-образная эквивалентная схема
Iэ = Iк + Iб
Ток коллектора протекает также по сопротивлению rк*
учтем этот ток. Iк = В·Iб + |
|
Iкэо + |
|
Uкэ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rк |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ск* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rк* |
|
|
|
К |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В·Iб |
|
|
|
|
|
Iк |
||||||||
|
|
|
Iб |
rэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uкэ |
||||||||
Uбэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iкэо |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Iэ |
|
|
Э |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
185
Эквивалентная схема составлена для постоянного тока. Схему можно распространить и для переменного тока, приняв допущения:
-амплитуда переменной составляющей тока и напряжения много меньше величины постоянной составляющей,
-нелинейные ВАХ считаем линейными.
∆Iк << Iк , ∆Uк << Uк
Iб2 |
Iб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uкэ > 0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
∆Iб=(Iб2-Iб1)
Iб1 |
Uбэ2 |
|
∆Uбэ=(Uбэ2-Uбэ1) Uбэ
Ск* - барьерная емкость коллекторного перехода при включении транзистора по схеме ОЭ.
rк* - дифференциальное сопротивление коллекторного перехода при включении транзистора по схеме ОЭ.
rэ - дифференциальное сопротивление перехода Э-Б, включенного в прямом направлении.
rэ = |
φт |
|
|
Iэ |
|||
|
|||
φт – температурный потенциал p-n-перехода. |
|||
При температуре 20 ºС φт = 0,025В или 25мВ. Если задан ток эмиттера Iэ = 1 мА, то
rэ = 25 Ом.
188
Наличие в схеме реактивного элемента в виде емкости говорит о том, что в общем виде схема является частотнозависимой.
В·Iб |
|
являются генераторами тока, |
|
|
и |
Iкэо |
|
|
обеспечивая ток коллектора. |
||
|
|
||
|
|
|
|
Ток В·Iб >> Iкэо, поэтому во многих случаях обратный ток можно не учитывать.
189
Параметры эквивалентной схемы: |
||||||||
- |
rэ, rб |
rк* |
Iкэо |
|
Ск* |
|||
|
В = |
|
α |
α |
= |
|
В |
|
|
1 - α |
|
В + 1 |
|||||
|
|
|
|
|
||||
Таким образом, получена обычная электротехническая цепь, состоящая из пассивных и активных элементов.
К ней применимы все законы электротехники, позволяющие проводить анализ и синтез цепей.
190
Генератор тока В·Iб можно заменить генератором напряжения на основании теоремы об эквивалентном генераторе. Тогда схема станет чисто напряженческой.
Недостаток модели состоит в том, что r-параметры можно получить
только теоретически, расчетным путем.
191