Краткие теоретические сведения .

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Снять статические характеристики и определить основные параметры биполярного транзистора в схеме с общей базой.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

  Транзистор - это электропреобразовательный прибор, пригодный для усиления мощности и имеющий три или более выводов.

Действие транзистора основано на управлении движением носите­лей заряда в полупроводниковом кристалле. Наиболее распространены

транзисторы с тремя выводами – полупроводниковые триоды. Благодаря способности усиливать электрическую мощность, транзисторы находят широкое применение в радиотехнике и электронике. По характеру переноса носителей заряда различают транзисторы биполярные и полевые Перенос заряда вбиполярных транзисторах осуществляется носителями заряда обоих знаков, а в полевых - носителями одного знака. Название прибора "транзистор" составлено из двух ан­глийских слов: "transfer"- переносить, преобразовывать и "resistor"- со­противление.

Биполярный транзистор - это полупроводниковый прибор с двумя или несколькими взаимодействующими электрическими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловле­ны явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда (ННЗ).

В настоящее время широко используются биполярные транзисторы с двумя pn-переходами. Они состоят из чередующихся областей (слоев), имеющих электропроводности различных типов. При получении в кристалле полупроводника двух взаимодействующих переходов возможно различное чередование слоев. Различают р- n -р и n - p - n транзисторы, которые отличаются в основном при включении в схему полярностью напряжений и направлениями рабочих токов. Упрощенные транзисторов, показаны на рис.1. Средний слой транзистора называют базой (Б), один из крайних - эмиттером (Э), второй - коллекто­ ром (К).

База - область, в которую инжектируются ННЗ.

Эмиттер - область, назначение которой - инжекция носителей в базовую область.

Коллектор - область, предназначенная для экстракции ННЗ из базовой области.

В n-р-n-транзисторе эмиттер инжектирует электроны в базу, а коллектор их собирает (коллектирует). PN-переход между эмиттером и базой называют эмиттерным, а между базой и коллектором - коллекторным. Слои транзистора имеют не только разный тип проводимости, но и различную концентрацию легирующих примесей. Сильнее всего легируется легируется эмиттер, база легируется слабо, коллектор может быть легирован как сильнее, так и слабее базы, в зависимости от назначения

 

Рис.1. Упрощенные структуры и условные обозначения транзисторов с                               указанием направления токов при работе в нормальном активном режиме

 

транзистора. Обычно эмиттер имеет меньшую площадь чем коллектор.

В усилительном режиме работы транзистора эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный - в обратном. Это ак­ тивная область работы (U_эб>0, U_кб<0)¹. Транзистор также может работать в области насыщения, когда на обоих переходах прямое напряжение (транзистор открыт, U_эб>0, U_кб>0), и в области отсечки, когда на обоих переходах обратное напряжение (транзистор закрыт, U_эб<0, U_кб<0). Од­нотипность слоев коллектора и эмиттера позволяет при включении ме­нять их местами. Такое включение называется инверсным. При инверсном включении параметры реального транзистора (за исключением специ­альных симметричных транзисторов) существенно отличаются от пара­метров при нормальном включении. В инверсной активной области на­пряжение на эмитгерном переходе обратное, а на коллекторном - прямое (U_эб<0, U_кб>0). Активная область или активный режим используются при работе транзистора в усилителях или генераторах. Области насыщения и отсечки характерны для работы транзистора в ключевом режиме. Ин- версное включение применяется в схемах двунаправленных переключате­лей, использующих симметричные транзисторы, в которых обекрайние области имеют одинаковые свойства и геометрические размеры. При вы­соком обратном напряжении на коллекторном переходе возможен также режим лавинного умножения носителей заряда, в котором работают спе­циальные лавинные транзисторы, использующиеся в схемах быстродей­ствующих переключателей.

¹ Для любого транзистора, независимо от полярности источника питания, за положи­тельное будем принимать напряжение относительно базы, если оно смещает соответствующий переход в прямом направлении.        

 

                             

 

 

Рис. 2.   Схемы включения транзистора (полярность токов и напряжений показана для нормального активного режима работы).

В настоящее время большинство биполярных транзисторов изго­тавливаются на основе кремния и имеют структуру n-p-n-типа. Номен­клатура р-n-р-транзисторов значительно меньше. Поэтому далее будем рассматривать кремниевый n-p-n-транзистор, однако, все выводы теории в равной степени справедливы и для кремниевых р-n-р-транзисторов, а также для транзисторов, выполненных на основе других полупроводни­ковых материалов.

Транзистор можно использовать в трех схемах включения, каждая из которых имеет свои особенности (рис.2). Схема с общей базой (ОБ) имеет эмиттерный вход: входной сигнал поступает на вывод эмиттера. Общим электродом для входа и выхода является база. Такое включение транзистора позволяет наиболее наглядно изучать его физические свойства. Схема с общим эмиттером (ОЭ) имеет базовый вход: входной сигнал поступает на вывод базы. Общим электродом для входа и выхода является эмиттер. Эта схема находит на практике наибольшее примене­ние. Схема с общим коллектором (ОК) или эмиттерный повторитель (U_вх≈U_вых) используется для согласования каскадов усиления.

  Рассмотрим принцип работы транзистора на его упрощенной моде­ли, включенной по схеме с общей базой (рис.3). Предположим, что кон-центрации примесей в эмиттерной и коллекторной областях примерно одинаковы, N_Dэ=N_Dк, а концентрация примесей в базовой области значи­тельно ниже, N_Аб<<N_Dэ. Все положения, относящиеся к единичному рn-переходу, справедливы для каждого из pn-переходов транзистора. В рав­новесном состоянии наблюдается термодинамическое равновесие между потоками дырок и электронов, протекающими через каждый рn-переход, и результирующие токи равнынулю. При подключении к транзистору внешних источников напряжения в активном режиме работы эмиттерный переход смещается в прямом направлении, а коллекторный - в обратном. В результате снижения потенциального барьера на эмиттерном переходе эмиттер начинает инжектировать электроны в базу, а база - дырки в эмиттер.Поскольку N_Аб<<N_Dэ, то ток электронов, инжектируемых в базу, I_nЭ, практически равен полному току эмиттера, I_Э. Для количественной оценки составляющих полного тока эмиттера используется коэффициент инжекпии,  γ.

 

Рис. 3.  Схема движения носителей заряда в транзисторе.

                                                   (1)

где 1_рэ - ток инжекции дырок из базы в эмиттер. Коэффициент γ назы­вают также эффективностью эмиттера,  γ≈ 0.9900 - 0.9999.

Часть электронов, инжектированных эмиттером, будет рекомбини-ровать в базе с дырками. Для уменьшения потерь электронов в базе необ­ходимо, чтобы ширина области базы была значительно меньше диффузи­онной длины электронов, то есть расстояния, на котором концентрация избыточных носителей уменьшается в е≈2.7 раза, w_б<< L_n. За счет реком­бинации с электронами концентрация дырок в базе уменьшается и от ба­зового вывода потечет ток I_rp=I_rn. Коллекторный рn-переход смещен в

обратном направлении, поэтому все электроны, дошедшие до ОПЗ кол­лектора, дрейфуют через переход под действием его поля в область кол­лектора, то есть происходит экстракция электронов коллектором. Эффек­тивность перемещения электронов через базу характеризуется коэффици­ ентом переноса,  χ.

 

где I_nK - ток электронов, достигающих левой границы ОПЗ коллекторно­го перехода, I_nЭ-I_nK=I_rn Значение χдолжно быть близко к единице, обычно

χ≈0.95 - 0.99.   

При отсутствии инжекции (I_Э ⁼ 0)  в цепи обратно включенного кол­лекторного перехода протекает обратный ток как и в изолированном рn-переходе. Он состоит из двух дрейфовых токов ННЗ (токов экстракции):

тока электронов из базы в коллектор, I_nK, и тока дырок из коллектора в базу I_pK. Ток I_кбо - это ток при "оборванном" эмиттере. Он сильно зави-

сит от температуры и является одним из важнейших параметров транзи­стора. Если из эмиттера в базу происходит инжекция, то ток в цепи кол­лектора возрастает.

где - коэффициент передачи тока эмиттера. Так как γ < I и χ <1, то и α<1. Коэффициент α - важный параметр транзистора, характери­зующий его усилительные свойства.

Ток эмиттера, I_Э, текущий через эмиттерный переход, является управляющим током, от которого зависит ток I_К в цепи коллектора - управляемый ток. По первому закону Кирхгофа . Ток базы – это сумма тока рекомбинации электронов в базе, I_rp, тока инжекции дырок из базы в эмиттер, I_pЭ, и обратного тока коллекторного перехода, I_кбо:

 

(4)

 

                                                                       (5)

В инверсном режиме, когда коллекторный переход включен в пря­мом направлении, а эмиттерный - в обратном:

,            ,                                                    (6)                                           (6)

 

где   - инверсный коэффициент передачи тока коллектора; I_эбо - обрат­ный ток эмиттерного перехода, то есть ток при "оборванном" коллекторе в инверсном режиме. Обычно .

Током, текущим через транзистор, можно управлять, изменяя на­пряжение на любом из электронно-дырочных переходов. Однако, степень зависимости I_Э и I_К от U _эб и U_кб  в активном режиме различна. К эмиттер-ному переходу приложено прямое напряжение, и поэтому ток через этот переход, а значит и ток коллектора сильно зависит от напряжения U _эб, возрастая с увеличением этого напряжения по экспоненциальному зако­ну. Таким образом, изменяя напряжение на эмиттериом переходе можно легко и в значительных пределах управлять током, текущим в транзисто­ре.Иным образом зависит значение этого тока от U_кб. Даже если U_кб=0, электроны, дошедшие до коллекторного перехода, увлекаются диффузи­онным полем перехода в область коллектора. При увеличении обратного напряжения коллекторный ток практически не изменяется, как и обрат­ный ток изолированного pn-перехода. Таким образом, транзистор отве-

чает требованиям, которые предъявляются к электронным приборам - преобразовате­лям электрических сигналов: легкость управления током прибора с помощью сигнала в его входной цепи и, по возмож­ности, меньшее влияние напряжения в выходной цепи на

значение этого тока. I_Э = I_К + I_б и транзистор можно пред­ставить как прибор, через который течет сквозной ток электронов, а часть этого тока ответвляется в базуна рекомбинацию.

В режиме насыщения коллекторный переход смещен в прямом на­правлении, напряженность поля в переходе снижается и уже не все элек­троны, дошедшие до коллекторного перехода, экстрагируются в коллек­тор. Элеклроны накапливаются в базе и интенсивно рекомбииируют с дырками. В этом режиме уравнение для токов I_Э = I_K + I_бне выполняется, базовый ток может стать даже больше эмиттерного. В режиме отсечки оба перехода смещены в обратном направлении и экстрагируют электро­ны из базы. Через выводы транзистора текут обратные токи переходов.

Статическими характеристиками транзистора называют графики, выражающие функциональную связь между токами и напряжениями транзистора. Наибольшее распространение получили статические харак­теристики, относящиеся к Н-системе, в которой в качестве независимых переменных приняты входной ток и выходное напряжение. Можно полу­чить четыре семейства характеристик:

1. Входные характеристики             U_вх = F(I_вх) при U_вых = const.

2. Выходные характеристики           I_вых = F(U_вых) при I_вх = const.

3. Характеристики обратной связи    U_вх = F(U_вых) при I_вх = const.

4. Характеристики прямой передачи     I_вых = F(I_вх) при U_вых = const.

Наиболее важными являются входные и выходные характеристики. Характеристики обратной связи можно получить перестройкой входных, а характеристики прямой передачи - выходных характеристик.

  Для определения характера аналитических зависимостей токов инапряжений втранзисторе можно представить идеализированный тран­зистор простой эквивалентной схемой (рис.4).

Транзистор представляется

од­номерной моделью, состоящей из двух идеальных pn-переходов, включенных навстречу друг другу. Каждый рn-переход представлен в виде диода, а их взаимодействие отражено генератора­ми токов. Если эмиттерный переход включен в прямом направлении и че­рез него протекает ток I₁ то в цепи коллектора будет протекатьнесколько меньший ток (из-за рекомбинации в базе), который насхеме изображается генераторомтока  (α<1). Если транзистор включен инверсно, то через коллекторный переход протекает прямой ток I₂, а в цепи эмиттера - ток, отображаемый генератором .

Таким образом, токи эмиттера и коллектора в общем случае содер­ жат две составляющие: инжектируемую (I₁ или I₂) и собираемую ( или ):  

 ,   .

Связь инжектируемых токов с напряжениями на переходах выра­жается формулами, аналогичными ВАХ идеализированного рп-перехода:

 

    ,                                 (8)

 

 

где I_эбк - тепловой токнасыщения эмиттерного перехода, измеренный при замкнутых накоротко выводах коллектора и базы; I_кбк - тепловой ток насыщения коллекторного перехода, измеренный при замкнутых нако­ротко выводах эмиттера и базы.

Связь между тепловыми токами изолированных pn-переходов I_эбо, I_кбо и тепловыми токами I_эбк, I_кбк в транзисторе можно получить из урав­нений (7) и (8). Пусть I_э=0, тогда . При достаточно большом обратном напряжении на коллекторном переходе, U_кб <<0,

и

 

Подставив эти выражения в (7) для тока кол­лектора получим

 Аналогично,

Можно также показать, что справедливо равенство

                                                                                                          (9)

Выражения для токов транзистора с учетом (8) примут вид:

(10)

 

Уравнения (10) были предложены в 1954 году Эберсом иМоллом. Эта система уравнений и электрическая схема, им соответствующая, на­зывается моделью Эберса-Молла. Эта модель универсальна, пригодна для любыхсочетаний напряжений на эмиттерном и коллекторном переходах, то есть справедлива для всех областейработы транзистора. Она широко применяется для анализа статическихрежимов транзистора, несмотря на ее приближенность.

Решив уравнения (10) относительна U_эб получим

                                 

Это уравнение описывает входные характеристики идеализированного транзистора в схеме с ОБ.

Рис.5.

Статические характеристики идеализированного транзистора в схеме с ОБ:

а) входные;

б) выходные.

 

 

При U_кб = 0 ,

то есть это обычная ВАХ идеализированного диода, выходящая из начала координат. При U_кб >0 кривая сдвигается вправо и вниз. При U_кб <<0

, то есть кривая смещается влево и вверх (рис. 5а)). При U_эб =0 и U_кб <<0 , для того чтобы ток эмиттера стал равен нулю, на эмиттер должно быть подано обратное напряжение . При U_кб = 0 и U_эб <<0 I_э= -I_эбк. В режиме глубокой отсечки, когда U_кб <<0 и U_эб <<0 .

Уравнения (10) решенные относительно I_К, дают выражение для вы­ходных характеристик идеализированного транзистора:

Если I_э = 0 Это уравнение обратной ветви

 

ВАХ идеализированного диода. При прямом напряжении U_кб ток коллектора изменяет направление и резко возрастает. При U_эб=0 в цепи эмиттера течет ток , а ток коллектора ранен . Если и U_кб=0 (все выводы транзистора закорочены), I_к=0. Если при U_эб >0 в цепи эмиттера течет некоторый ток I_э, то уже при U_кб=0 . При подаче на коллекторный переход обратного напряжения I_к несколько возрастает за

. Если увели-

счет появления обратного тока I_кбо и достигает постоянного значения При U_кб >0 появляется прямой ток коллекторного перехода, который течет навстречу току эмиттера и с ростом U_кб  I_к быстро умень-

шается и достигает нуля при U_кб = U_{кб_отс}=

чить ток эмиттера до значения , то характеристика сместится пропор­ционально вверх на величину (рис.5б)).

Реальные характеристики транзистора в силу ряда причин, неучтен­ных в рассмотренной модели, несколько отличаются от идеализирован­ных, хотя общий характер зависимостей сохраняется.

 

 

Входные ВАХ реального транзистора имеет следующие отличия:

1. При I_э=0 характеристика близка к ВАХ реального диода.

2. При обратном напряжении на коллекторном переходе происходит
уменьшение толщины базы транзистора из-за расширения ОПЗ обрат-
носмещенного перехода в основном в область базы, так как база имеет
большое удельное сопротивление. Это явление называется эффектом
модуляции толщины базы или эффектом Эрли. Он приводит к умень­
шению вероятности рекомбинации электронов в базе, то есть к росту
коэффициента а. При увеличении обратного напряжения U_кб база ста­
новится еще уже и а еще больше возрастает и характеристика, в соот­-
ветствии с уравнением (11), дополнительно смещается влево (рис.ба)).

Выходные ВАХ реального транзистора имеют следующие отличия:

1. При I_э=0 ток коллектора равен обратному току реального диода, то
есть возрастает с ростом обратного напряжения.

2. В активном режиме с увеличением U_кб  толщина базы уменьшается и ко­-
эффициент а увеличивается, то есть при I_э=const  возрастает
и характеристики имеют небольшой наклон к оси абсцисс. Этот эффект
может быть учтен добавлением дополнительного слагаемого к уравне­
нию (3):

       ,                                                                                                                                                      (13)

 

где  – усредненное дифференциальное сопротивление коллектор­ного перехода, .

3. В реальном транзисторе коэффициент α также зависит от тока эмитте­ра. При малых токах в кремниевых транзисторах большую роль играет ток рекомбинации в ОПЗ эмиттерного перехода, I_rЭ. С учетом этого ко-

                            

эффициент инжекции С ростом то-

 

ка эмиттера ток инжекции растет быстрее тока рекомбинации и сла-

 

 

 

Рис. 6.  Статические характеристики реального транзистора в схеме с ОБ:

а) входные;

б) выходные.

гаемое  – уменьшается, а коэффициенты γ и  возрастают. При больших токах эмиттера большой избыточный отрицательный заряд инжектированных электронов в базе у границы эмиттерного перехода подтягивает положительно заряженные дырки из глубины базы. Кон­центрация дырок у границы эмиттерного перехода в базе возрастает, что приводит к росту дырочной составляющей тока эмиттера, I_pЭ, и множитель   возрастает, а коэффициенты γ и α уменьшаются. Таким образом зависимость   имеет максимум в области средних токов. Поэтому на выходных характеристиках ,  так как α  изменяет­ся.

3. При больших обратных напряжениях U_кб наблюдается рост коллектор­ного тока, обусловленный приближением к области пробоя коллектор­ного перехода. Напряжение, при котором ток коллектора при I_э=0 стремится к бесконечности, называется напряжением пробоя коллектор­ ного перехода в схеме с общей базой, или напряжением пробоя коллек­ торного перехода при оборванном выводе эмиттера, U_{кбо проб.} (рис. 6б). Необходимо также иметь ввиду, что при определенных условиях в транзисторе появляется так называемый эффект "смыкания переходов", когда при увеличении обратного напряжения U_кб до некоторого значе­нияU_кбсколлекторный переход, расширяясь на всю толщину базовой области, достигает я какой-либо из точек базы эмиттерногоперехода.

 

 

4. Потенциальный барьер эмиттерного перехода при этом резко умень­шается и токи I_эи I_к резко возрастают и характеристика будет иметьтакой же вид, как и в области пробоя. Напряжение "смыкания”.

может быть меньше U_{кбо проб.}, и тогда оно ибудет являться напряжением

пробоя коллекторного перехода..

С изменением температурыизменяются многие параметры транзи­стора, особенно обратные токи переходов. Изменяются и статическиеха­рактеристики. Максимальная рабочая температура германиевых транзи­сторов 70 - 100 °С, а кремниевых – 125 - 200 °С. Минимальная рабочая температура определяется энергией ионизации примесных атомов и их концентрацией. Обычно эта энергия невелика и транзистор может рабо­тать при -200 °С. Фактически нижний предел температуры ограничивает­ся термостойкостью корпуса и допустимыми изменениями параметров и составляет -60 -70 °С. Температурный дрейф выходных характеристик обусловлен изменением тока коллектора при изменении температуры. Уравнение выходной ВАХ в схеме с ОБ:  при I_э=const. Изме­нение тока коллектора: . Относительное изменение тока

коллектора:  . Коэффициент α от

температуры почти не зависит, так как с ростом температуры γ умень­шается, а χвозрастает. Второе слагаемое определяет температурный дрейф характеристик, вызванный изменением I_кбо, который экспоненци­ально возрастает с температурой. Однако влияние этого слагаемого ока­зывается незначительным, так как . Таким образом, вы-

                            

ходные ВАХ в схеме с ОБ обладают малым температурным дрейфом. Входные ВАХ, как и ВАХ диода, смещаются влево на 1 - 2 mВ при уве­личении температуры на 1 градус. Малый температурный дрейф является несомненным достоинством схемы с ОБ, которая не требует специальных мер по обеспечению температурной стабилизации.

 

При работе транзистора на малых сигналах, то есть когда амплиту­да переменной составляющей значительно меньше постоянной, транзи­стор можно представить в виде линейного активного четырехполюсника,

характеризуемого входными и выходными то­ками и напряжениями. При этом транзистор рассматривается как элемент с произвольной внутренней структурой ("черный ящик"). Связь между малыми изменениями токов и напряже­ний в транзисторе характеризуется его диффе­ренциальными параметрами. Критерием мало­сти изменения этих величии является линей­ность связи между ними.

 

 Четырехполюсник может характеризоваться шестью системами параметров, в зависимости от того, какие из величин токов и напряжений принимаются за аргументы, а какие являются функ­циями. Наиболее часто на практике используется система h-параметров. В этом случае в качестве аргументов выбирают входной ток I₁ и вы-

ходное напряжение U₂, а функциями являются выходной ток I₂  и входное напряжение U₂:

                                                                               (14)

Эти функции можно записать в виде полных дифференциалов:

     или             (15)

 

На низких частотах частные производные носят чисто активный ха­рактер и обозначаются малыми буквами h. Коэффициенты данной си­стемы уравнений характеризуют свойства четырехполюсника на малых сигналах и являются параметрами. Два параметра h₁₂ и h₂₁ - безразмер­ны, h₁₁ имеет размерность сопротивления, a h₂₂ -размерность проводи­мости. Систему h-параметров поэтому называют гибридной или смешан­ной. Физический смысл h -параметров становится ясным, если в уравнени­ях четырехполюсника поочередно полагать dI₁=0 (холостой ход на входе) и dU₂=0 (короткое замыкание на выходе). Тогда h-параметры транзисто­ра можно определить следующим образом:

 

или U₂=const                    

                          - входное сопротивление при       

                         ко­ротком замыкании на выходе

 

или I₂=const         - коэффициент обратной связи по
                          напряжению при холостом ходе на
                                                    входе.

 

или U₂=const - коэффициент передачи тока при
                           коротком замыкании на выходе.

 

 или I₁=const           - выходная проводимость при хо­-
                            лостом ходе на входе

 

 

 

Очевидно, что значения параметров транзистора будут различны в схемах с ОБ, ОЭ и ОК. Принято отмечать параметры в зависимости от схемы включения дополнительными индексами: при работе транзистора в схеме с ОБ - буквой б, в схеме с ОЭ - э, а в схеме с ОК - к. Для схемы с ОБ можно записать:

       

где  и  малые амплитуды переменных составляющих токов и напря­жений транзистора.

Наиболее просто h-параметры определить по статическим характе­ристикам транзистора. При этом частные производные токов и напряже-

 

Рис. 7.  Определение h-параметров по статическим характери­стикам.

ний заменяются конечными малыми приращениями. Параметры h₁₁ и h₁₂ определяются по входным ВАХ, a h₂₁ и h₂₂— по выходным (рис.7).

 

Порядок определения h-параметров следующий:

1. Выбирается рабочая тока A() и наносится на входные и выход­-
ные характеристики.

2. На входных ВАХ в окрестностях рабочей точки задается некоторое

приращение напряжения  и определяется соответ­ствующее ему приращение тока  при постоянном напряже­нии . Тогда входное сопротивление транзистора

 

                                                           (500 Ом–5кОм)

 

 

     3. При постоянном токе эмиттера  задается приращение напряжения  

         определяется получившееся при этом приращение

     . Тогда коэффициент обратной связи по напряжению

 

                        (~10^-4–10^-3)

Рис. 8. Формальная эквивалентная схема транзистора для системы h-параметров

 

На выходных ВАХ в окрестностях рабочей точки задается некоторое приращение тока коллектора  и определяется соответ­ствующее ему приращение напряжения  при постоян­ном токе  . Тогда выходная проводимость транзистора

                                          (~10^-7–10^-6 Cм)

 

4.При постоянном напряжении   задается приращение тока эмиттера ,  и определяется соответствующее ему приращение тока

коллектора    Тогда коэффициент передачи тока

                        (0,95-0,99).

 

На основании уравнений (15) можно составить формальную эквива­лентную схему транзистора для системы h-параметров, показанную на рис.8. Генератор напряжения  отражает влияние выходного на­пряжения на входное, а генератор тока отражает влияние входного тока на выходной.

Рассмотрение транзистора как активного линейного четырехполюс­ника удобно для расчета электрических схем. Однако это имеет и ряд не­достатков, которые связаны прежде всего с тем, что параметры четырех­полюсника вводят в известной степени формально и каждый из них мо­жет отражать влияние сразу нескольких физических процессов. Поэтому получаются сложные зависимости параметров четырехполюсника от ре­жима работы транзистора (постоянных напряжений и токов), от частоты и температуры. Связь h-параметров транзистора в схеме с ОБ с физиче­скими параметрами можно приблизительно определить следующим об­разом:

                      (17)

                                             

 

где r_{э диф} и r_{к диф}. — дифференциальные сопротивления эмиттерного и коллекторного переходов, соответственно; r_б — объемное сопротивление базы транзистора. Коэффициент передачи тока четырехполюсника h_21б имеет отрицательное значение, так как входной и выходной токи в транзисторе с ОБ направлены в одну сторону, а в четырехполюснике — в разные.

 

 

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: