- •Общие сведения об электронных приборах
- •1.1. Классификация
- •1.2. Режимы, характеристики и параметры электронных приборов
- •1.3. Модели электронных приборов
- •Электрофизические свойства полупроводников
- •2.1. Концентрация носителей заряда в равновесном состоянии полупроводника
- •2.1.2. Метод расчета концентраций
- •2.1.3. Условие электрической нейтральности
- •2.1.4. Концентрация основных и неосновных носителей в примесных полупроводниках
- •2.1.5. Положение уровня Ферми в полупроводниках
- •2.1.6. Распределение носителей заряда по энергии
- •2.2. Неравновесное состояние полупроводника
- •2.2.1. Неравновесная и избыточная концентрации носителей заряда
- •2.2.2. Плотность тока в полупроводнике
- •2.2.3. Уравнение непрерывности
- •Глава 3 электрические переходы в полупроводниковых приборах
- •3.1. Электрические переходы
- •3.2. Электронно-дырочный переход в равновесном состоянии
- •3.3. Электронно-дырочный переход в неравновесном состоянии
- •3.4. Вольт-амперная характеристика идеализированного р-n-перехода
- •3.5. Вольт-амперная характеристика реального р-n-перехода
- •3.6. Параметры и модель р-n-перехода в динамическом режиме
- •3.7. Частотные свойства p-n-перехода
- •3.8. Импульсные свойства р-n-перехода
- •3.9. Контакт металл - полупроводник и гетеропереходы
- •Разновидности полупроводниковых диодов
- •4.1. Классификация
- •4.2. Выпрямительные диоды
- •4.3. Стабилитроны и стабисторы
- •4.4. Универсальные и импульсные диоды
- •4.5. Варикапы
- •4.6. Туннельные и обращенные диоды
- •Технологии производства полупроводниковых диодов
- •Биполярные транзисторы Принцип действия биполярного транзистора. Режимы работы Общие сведения
- •Физические процессы в бездрейфовом биполярном транзисторе
- •Эффект Эрли
- •5.2. Электрическая модель биполярного транзистора в статическом режиме (модель Эберса - Молла)
- •5.3. Статические характеристики биполярных транзисторов
- •5.3.2. Схема с общим эмиттером
- •5.3.3. Влияние температуры на статические характеристики бт
- •5.4. Дифференциальные параметры биполярного транзистора в статическом режиме
- •Квазистатический режим биполярного транзистора в усилительном каскаде Графоаналитическое рассмотрение при большом сигнале
- •Биполярный транзистор в квазистатическом режиме как линейный четырехполюсник
- •5.6. Нелинейная и линейная динамические модели биполярного транзистора
- •5.6.1. Нелинейная динамическая модель биполярного транзистора
- •5.6.2. Линейная (малосигнальная) модель биполярного транзистора
- •Тиристоры
- •6.1. Транзисторная модель диодного тиристора (динистора)
- •6.2. Вольт-амперная характеристика динистора
- •6.3. Тринистор
- •6.4. Симметричные тиристоры (симисторы)
Биполярный транзистор в квазистатическом режиме как линейный четырехполюсник
Дифференциальные параметры, введенные нами для статического режима (см. § 5.4), можно применять и для квазистатического режима, справедливого для низких частот сигнала, когда связи между величинами остаются почти такими, как в статическом режиме (см. § 1.2).
Для этого достаточно в уравнениях (5.51) приращения (дифференциалы) заменить малыми амплитудными значениями переменных величин:
dIВХ = IВХm, dIВЫХ = IВЫХm, dUВХ = UВХm, dUВЫХ = UВЫХm
так, чтобы для системы h-параметров вместо (5.51) можно было написать
UВХ m= h11IВХm + h12UВЫХm (5.73)
IВЫХm = h21IВХm + h22UВЫХm
Приведенная система уравнений как раз и совпадает с системой уравнений линейного четырехполюсника при использовании h-параметров, которые являются постоянными коэффициентами. Повторяем, что такая замена приращений величин статического режима переменными составляющими справедлива только для квазистатического режима. Поэтому h-параметры в системе (5.73) можно находить по статическим характеристикам.
Для нахождения параметров h11 и h21 в теории четырехполюсников необходимо на низких частотах сделать опыт короткого замыкания на выходе по переменному напряжению (UВЫХm = 0). Отсутствие переменного напряжения при использовании статических характеристик означает постоянство выходного напряжения (UВЫХ = const). Для нахождения в теории четырехполюсника параметров h12 и h22 проводится опыт холостого хода по переменному току на входе. Но при имитации этого опыта на статических характеристиках это эквивалентно постоянству входного тока (IВХ = const). Это отмечалось в § 5.3.
Уравнения, аналогичные (5.73), применяют и для описания цепей, когда нельзя пренебречь влиянием реактивных элементов, например, емкостных составляющих токов, так как связи при малом сигнале и в этом случае остаются линейными, как у четырехполюсника. Необходимо только ввести комплексные амплитуды, h-параметры должны стать комплексными (частотозависимыми):
(5.74)
Конечно, комплексные параметры уже нельзя определить по статическим характеристикам и требуются специальные измерения.
В справочниках по транзисторам обычно приводятся значения h-параметров для низких частот, когда эти величины являются действительными. На высоких частотах из-за влияний паразитных емкостей трудно экспериментально осуществить режим холостого хода во входной цепи по переменной составляющей. Поэтому на высоких частотах более удобна система y-параметров, в которой легко реализуются режимы короткого замыкания по переменному току без нарушения режима работы транзистора по постоянному току: необходимо шунтировать входную и выходную цепи конденсатором достаточно большой емкости.
Уравнения при использовании у-параметров для высоких частот имеют вид
(5.75)
рис. 5.20
В теории простейших четырехполюсников широко используются эквивалентные схемы на основе систем h-, у-, z-параметров. Их можно применять для биполярных транзисторов (рис. 5.20). Значения параметров действительные. Недостаток эквивалентных схем заключается в том, что значения параметров одного транзистора изменяются при замене схемы включения БТ. Так как дифференциальные параметры сложным образом связаны с физическими процессами БТ и, кроме того, зависят от схемы включения БТ, то эквивалентные схемы БТ часто называют формальными или эквивалентными схемами с внешними параметрами четырехполюсника.