4. Параметры и характеристики транзистора.

В зависимости от сочетания знаков и значений напряжений на р-n-переходах различают следующие области (режимы) работы транзистора: активная область — напряжение на эмиттерном переходе прямое, a на коллекторном — обратное; область отсечки — на обоих переходах обратные

напряжения (транзистор заперт); область насыщения — на обоих переходах прямые напряжения (транзистор открыт); инверсная активная область — напряжение на эмиттерном переходе обратное, а на коллекторном — прямое. Режимы отсечки и насыщения характерны для paботы транзистора в качестве переключательного элемента. Активную область, или активный режим, используют при работе транзистора в усилителях или генераторах. Инверсное включение применяют в схемах двунаправленных переключателей, использующих симметричные транзисторы, в которых обе крайние области имеют одинаковые свойства.

Биполярный транзистор можно описать линейным четырехполюсником в предположении, что на входе и выходе присутствуют достаточно малые сигналы, много меньшие напряжения источника питания. Для больших сигналов проявляются нелинейные свойства транзистора. Для описания транзистора используются системы Z- параметров, Y- параметров и H- параметров.

 А. Система Z- параметров.

Рис.1

Все параметры определяются в условиях холостого хода (ХХ).

Четырехполюсник описывается системой уравнений:

U₁=I₁ Z₁₁+I₂ Z ₁₂

U2=I₁ Z₁₂+I₂ Z ₂₂

Все величины, входящие в систему уравнений представлены в комплексной форме. Для низких частот систему можно переписать, используя действительные составляющие комплексных величин в виде: U₁=I₁ r₁₁+I₂ r ₁₂

U₂=I₁ r₁₂+I2 r ₂₂

Реализуем режим ХХ по входу (I₁=0), откуда следует, что

- сопротивление обратной связи, - выходное сопротивление

Реализуя режим ХХ по выходу (I₂=0), откуда следует, что

- входное сопротивление - сопротивление прямой передачи

   Б. Система Y параметров:

Четырехполюсник описывается системой уравнений:

I₁=U₁ Y₁₁+U₂ Y ₁₂

I₂=U₁ Y₁₂+U₂ Y ₂₂

 Для низких частот система уравнений перепишется в виде:

I₁=U₁ y₁₁+U₂ y₁₂

I₂=U₁ y₁₂+U₂ y₂₂

Осуществим режим КЗ по входу (U1=0):

- проводимость обратной связи, - выходная проводимость

Осуществим режим КЗ по выходу (U2=0):

- входная проводимость - проводимость прямой передачи

В. Система H параметров:

Четырехполюсник описывается системой уравнений:

U₁=I₁ H₁₁+U₂ H ₁₂

I₂=I₁ H₁₂+U₂ H ₂₂

 Для низких частот система уравнений перепишется в виде:

U₁=I₁ h₁₁+U₂ h₁₂

I₂=I₁ h₁₂+U₂ h₂₂

Система h-параметров – смешанная система, где определение параметров необходимо проводить, осуществляя режимы ХХ на входе и КЗ на выходе.

Реализуем режим ХХ на входе (I₁=0):

- коэффициент обратной связи - выходная проводимость

Осуществим режим КЗ по выходу, тогда U2=0

- входное сопротивление, - коэффициент усиления по току

Система h - параметров является наиболее употребляемой, так как дает основную информацию о параметрах транзистора.