Малосигнальные параметры

Е сли при работе транзистора переменные напряжения на его переходах достаточно малы, то токи в нем являются линейными функциями этих напряжений. Это позволяет рассматривать транзистор как линейный четырехполюсник (рис.4), т.е. как некоторое устройство, имеющее два входных и два выходных зажима, и связь между токами и напряжениями на входе ( ) и выходе ( ) которого выражается системой линейных уравнений.

Из теории четырехполюсников следует, что только две из перечисленных величин независимы, а две другие могут быть выражены через них. В качестве независимых можно выбирать произвольно любую пару величин. Таким образом можно составить шесть систем уравнений, описывающих связь между входными и выходными токами и напряжениями четырехполюсника. Для транзисторов наиболее удобной оказалась система малосигнальных h – параметров, в которой в качестве независимых величин выбираются входной ток и выходное напряжение .

(2.7)

В режиме малых сигналов функции и линейны, поэтому приращения величин можно получить дифференцированием (2.7) следующим образом:

(2.8)

В качестве малых приращений входных и выходных токов и напряжений можно принять переменные составляющие , , , . Тогда (2.8) можно переписать

(2.9)

Коэффициенты в правой части (2.9) называются h – параметрами. Они имеют вполне определенный физический смысл и устанавливают взаимосвязь между токами и напряжениями транзистора.

Если в первом уравнении (2.9) положить , что соответствует короткому замыканию выходной цепи по переменной составляющей (постоянное напряжение на выходных зажимах при этом ), то получаем:

- входное сопротивление транзистора по переменному току при коротко замкнутом выходе.

Если в том же уравнении положить ( ), то

- коэффициент обратной связи по переменному напряжению при разомкнутой входной цепи (холостой ход) по переменному току.

Аналогично из второго уравнения (2.9), получаем:

- коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе по переменному току;

- выходная проводимость при холостом ходе во входной цепи по переменному току.

Поскольку транзистор допускает три схемы включения, то к обозначению соответствующего параметра добавляется буква, обозначающая схему включения транзистора. Например, для схемы с ОЭ параметры обозначаются

.

Преимущества h – параметров заключаются в удобстве их экспериментального определения. Они легко определяются для заданного режима работы по постоянному току (рабочей точки) по входным и выходным ВАХ. Кроме того, h – параметры измеряют в режимах, близких к режимам работы транзисторов в практических схемах.

Практическая часть

1. Измерить тепловой ток эмиттерного перехода транзистора , для чего собрать схему рис.7 R=1кОм (R24 и R25 на стенде), VT (на стенде VT2).

Изменяя в пределах 0…10 В измерить 8…10 значений и . Данные занести в Табл.1.

Таблица 1:

,В
,mA
,В
,mA

В качестве резистора R можно использовать последовательное соединение резисторов R₁₁ и R₁₂.

2. Измерение теплового тока коллекторного перехода . Повторить измерения п. 5.1, поменяв местами эмиттер и коллектор транзистора, измеренные значения и занести в таблицу 1.

3. Измерение прямых коэффициентов передачи тока и . Собрать схему рис.7. Изменяя установить последовательно значения от 1 до 9 mA с шагом в 1 mA и измерить соответствующие значения тока базы . Данные измерений внести в таблицу 2.

Измерение		Расчет
,mA	,mA	,mA

Таблица2: Таблица3:

Измерение		Расчет
,mA	,mA	,mA

4. Измерение инверсных коэффициентов передачи тока и . Повторить измерения п.5.3, поменяв местами эмиттер и коллектор в схеме рис.7. Данные измерений и занести в таблицу3.

5. Для заданной преподавателем рабочей точки ( , ) выполнить измерения токов эмиттера и коллектора , используя для этого схемы рис.8 (для ) и рис.9 (при , ). Данные занести в таблицу 4.

В качестве резистора R_Э использовать последовательное соединение резисторов R₁₁ и R₁₂. В качестве резистора R_К использовать последовательное соединение резисторов R₄ и R₅.

Таблица4:

	, В	, В	,mA	,mA
,В ,В ( )
,В ,В ( )

Для схемы рис.8:

, - измеряются,

Для схемы рис.9:

, - измеряются,

4. Выписать из справочника структуру, эксплуатационные и предельно допустимые параметры исследуемого транзистора.

5. Собрать схему рис.10 для измерений семейств характеристик транзистора. Цоколевка транзистора указана на рис.11.

В качестве резистора R₁ использовать схему соединения резисторов:

В качестве R2=5кОм использовать R7, R8 и R9, включённые последовательно.

4. Снять семейство входных характеристик транзистора при (зажимы 2 – 2^' замкнуты накоротко отключен), В и В. Данные для каждой характеристики внести в таблицу 5. Значения тока базы вычисляются по формуле .

, В Таблица 5

, В

, В

,mA

,mA

4. Снять семейство выходных характеристик при трех значения тока базы I_Б = 50, 100, 150 мкA. При измерения следить, чтобы измеряемые величины не превышали предельно допустимых. Данные измерений занести в таблицу 6.

Таблица 6:

, мкА
50	, В
	,mA
100	, В
	,mA
150	, В
	,mA