РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

ПО КУРСУ

«ЭЛЕМЕНТЫ АНАЛОГОВЫХ ИС»

(группы ЭКТ 44-46)

подготовила доц. каф. ИЭМС

ШИШИНА Л.Ю.

03.2001.

ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ ТРАНЗИСТОРОВ

Интегральный биполярный транзистор (ибт). А) схема включения с общим эмиттером (оэ):

ИБТ. ОЭ. Для схемы включения транзистора с ОЭ получим эквивалентную схему:

Б Б^’ С_К K^’ r_K K R_нагр

r_Б r_БЭ С_БЭ r_КЭ g_mU_БЭ С_КП U_КЭ

Э

Генератор тока I_K=g_mU_БЭ в терминах крутизны записывается как SU_БЭ,

где S = dI_K/dU_БЭI_Э/_T.

Сопротивление r_БЭ =n_T /I_Б _N_T I_Э_N  S = _N /g_m. g_m =_N/r_вхБЭ.

Сопротивление r_вх =r_Б+r_вхБЭ.

Сопротивление r_КЭ =I_K /U_A = f(W_Б^*).

Коэффициент усиления на средних частотах A_U=U_вых/U_вх= -g_mR_нагр =

-_NR_нагр/U_вх. A_U = I_KR_K/U_БЭ

б) схема с общей базой (ОБ):

ИБТ. ОБ. Э К R_нагр

U_ЭБ С_БЭ r_ЭБ g_mU_ЭБ r_КБ С_КБ U_КБ

Б

.Коэффициент усиления напряжения на средних частотах:

A_U = U_вых/U_вх =- _NR_нагр/r_вх = g_mR_нагр.

в) схема с общим коллектором (ОК):

ИБТ.ОК. Б С_БЭ Э эмиттерный повт.

С_КБ r_вх g_mU_БК r_вых U_КЭ R_нагр

К

.

Выходное сопротивление: .

Усиление по напряжению на средних частотах:

т.к. R_нагр >> _T/I_K . A_U  1.

ИНТЕГРАЛЬНЫЙ МДП- ТРАНЗИСТОР (МДПТ).

а) схема включения с общим истоком (ОИ):

МДПТ и ПТ. З С_ЗС С R_нагр

ОИ.

U_ЗИ С_ЗИ g_mU_ЗИ r_СИ U_СИ

И

Выходное сопротивление r_вых = r_си = U_A/I_си,

A_U = -g_mR_нагр. U_A – коэффициент модуляции длины канала транзистора, U_A100-200 В.

б) схема с общим затвором:

ОЗ. И С R_нагр

U_из С_зи r_вх g_mU_из r_си С_зс U_cз

З

в) схема и общим стоком:

ОС. (истоковый повторитель) З С_зи И R_нагр

U_зс С_зс g_mU_зс r_вых U_ис

С

ПАРАМЕТРЫ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ СХЕМ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Параметр	ИБТ			МДПТ
rвх	ОЭ	ОБ	ОК	ОИ	ОЗ	ОС
	/gm	1/gm	/(1/gm+Rэ))	-	1/gm	-
rвых	UA/IK	NUA/IK	1/gm	UA/IC	UA/IC	1/gm
Au	gmRK=RK/rЭ	gmRK	gm/(gm+1/RЭ)	gmRнагр	gmRнагр	gm/(gm+1/Rнагр)

СХЕМА ДЖИАКОЛЕТТО. УЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ХАРАКТЕРА ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРА.

К

r_Б1 С_К1 r_Бj C_Kj r_Бm C_Km

Б

С_Э1 r_Э1 ... С_эj r_Эj .... C_эm r_Эm _NU₁^’g_Э1 _Nu_j^’g_Эj _Nu_m^’g_Эm

^{-------- ------- -------}

U₁^’ 1-_N U_j^’ 1-_N U_m^’ 1-_N

Э

Б, Э, К - внешние узлы, 1,.. j,...m - внутренние узлы

МАТРИЦА ПРОВОДИМОСТЕЙ ТРАНЗИСТОРА

	Э	Б	К	1	2		j		m
Э	j(CЭ1+CЭ2+. .СЭm)+NgЭ			-jCЭ1 -NgЭ1	-jСЭ2 -NgЭ2		-jCэj -NgЭj		-jCэm -NgЭm
Б		gБ1		-gБ1
К	-NgЭ		j(СК1+ СК2+..СКm)	-jCK1 +NgЭ1	-jCK2 +NgЭ2		-jCKj +NgЭj		-jCKm +Ngm
1	-jCЭ1	-gБ1	-jCK1	gБ1+gБ2+j(CK1+CЭ1)	-gБ2
2	-jСЭ2		-jCK2	-gБ2	gБ2+gБ3 +j(CК2+CЭ2)
j	-jCэj		-jCKj
									-gБm
m	-jCЭm		-jCKm						gБm+j(CKm+CЭm)

Удельная емкость коллекторного перехода - это барьерная емкость, а для эмиттерного перехода необходимо учитывать барьерную и диффузионную емкость для определенной величины тока эмиттера.

БИПОЛЯРНЫЙ ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ТРАНЗИСТОР.

Частный случай распределенной схемы.

R_Б С_.к К П

Б

С_П

С_Э

U^’

Э

Любую проводимость можно записать следующим образом:

где i, j - Э, Б, К, П. Можно рассчитать все коэффициенты и свести в матрицы:

[]

	Э	Б	К	П
Э	gЭ*	-gЭ*	0	0
Б	-(1-N)gЭ*	(1-N)gЭ*	0	0
К	-NgЭ*	NgЭ*	0	0
П	0	0	0	0

[]

	Э	Б	К	П
Э	CЭ*(1-)	-СЭ(1-)+СК	-СК	0
Б	-CK-CЭ*	СЭ*+СК(1+)	-СК	0
К	СК-СЭ*+СП	-СК(1+)-СП-СК+СЭ*	СК(1+)+СП	СП
П	-СП	СП	-СП	СП