Электроника в вопросах и ответах - Хабловски И. - Страница 20

Выбор переменных i₁ и u₂ в качестве независимых переменных можно обосновать на примере усилителя рис. 4.3, а. Ток i₁ соответствует току базы, и он действительно является независимой переменной, управляющей диодом эмиттер — база в проводящем направлении. Напряжение u₁ = u_б является зависимой переменной в основном от t_б. Ток i₂ (= i_к) является регулируемым током, т. е. зависимым. Другой независимой переменной может быть только u₂ (= u_к); диод коллектор — база, смещенный в обратном направлении, должен управляться напряжением.

Рис. 4.7. Эквивалентная схема транзистора четырехполюсника:

_{а — с двумя источниками напряжения; б — с источником напряжения во входной цепи и источником тока в выходной цепи; в — с h-параметрами}

Каков смысл величины и обозначения параметров тока h?

Как уже пояснялось выше, параметры типа h определяются для режима короткого замыкания (к. з.) на входе либо холостого хода (х. х.) на выходе. Смысл этих параметров и функций:

— входное сопротивление при к.з. на выходе,

т. е. входное сопротивление, измеренное при к.з. на выходе (u₂ = 0); h₁₁ отражает входное сопротивление и выражается в омах. Значение h₁₁ для низкочастотного транзистора может составить, например, 5 кОм.

— коэффициент обратной связи по напряжению при х.х.,

т. е. коэффициент, измеренный при х. х. на входе (i₁ = 0); h₁₂ выражается безразмерным числом. Значение h₁₂ для низкочастотного транзистора в схеме ОЭ может составлять, к примеру, 2·10^-4.

 — коэффициент передачи тока при к.з., измеряемый при к. з. на выходе (u₂ = 0); h₂₁ представляется безразмерным числом. Значение h₂₁ для низкочастотного транзистора в схеме ОЭ может составлять, например, 300.

 — входная проводимость при х.х., измеренная при х. х. на входе (i₁ = 0); h₂₂ имеет размерность проводимости и выражается в сименсах. Значение h₂₂ для транзистора в схеме ОЭ может составлять, например, 30 Cм.

Используются также и другие обозначения параметров типа h и у: вместо индекса 11 — применяется индекс i (от английского Input — вход), вместо 22 — индекс о (output — выход), вместо 12 — индекс г (reverse — обратный), вместо 21 — индекс f (forward — прямой).

Параметры транзистора как четырехполюсника зависят от cxeмы, в которой работает транзистор. Для различения параметров в различных схемах включения применяются дополнительные индексы: Э — для схемы ОЭ; Б — для схемы ОБ; К — для схемы ОК.

Следовательно, получаем, например, h_i (= h₁₁), h_f (= h₂₁), h_fэ (= h_21э).

Параметрами типа h особенно часто пользуются в случае низкочастотных схем. С помощью h-параметров можно выразить такие параметры усилительной схемы (рис. 4.8), например усилителя, как входное и выходное сопротивления, усиление по току, напряжению и мощности. Например, усиление по току выражается как

K_i = i₂/i₁ = h₂₁/(1 + h₂₂R_II)

Рис. 4.8. Транзистор в виде четырехполюсника в схеме усилителя

Что такое y-параметры четырехполюсника?

Это параметры проводимостей транзистора, определяемые для режима к. з. на входе (u₁ = 0) или на выходе (u₂ = 0). Близкие условия обычно имеют место в транзисторных схемах, работающих в диапазоне высоких частот с малыми сопротивлениями, и поэтому y-параметры широко используют при проектировании высокочастотных схем. Эквивалентная схема четырехполюсника (транзистора) с y-параметрами представлена на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Эквивалентная схема транзистора четырехполюсника с y-параметрами

Значения отдельных параметров следующие:

 — входная проводимость при к. з. на выходе цепи;

— проводимость обратной связи при к. з. на входе;

 — проводимость прямой передачи при к. з. на выходе цепи;

— выходная проводимость при к.з. на входе (u₁ = 0).

В общем случае y-параметры в системе проводимостей состоят из действительной части активной проводимости g и мнимой части — реактивной проводимости Ь.

Между h- и y-параметрами существуют соотношения, допускающие их пересчеты, например h₁₁ = 1/y₁₁, h₁₂C = y₁₂/у₁₁ и т. д.

Что такое схема с общей базой и каковы ее свойства?

В схеме ОБ сигнал подводится между эмиттером и базой, а нагрузка включается между коллектором и базой (рис. 4.10, а).

Существует ряд физических моделей схемы ОБ. Наиболее часто встречается схема, представленная на рис. 4.10, б, называемая Т-образной моделью или Т-образной эквивалентной схемой. В этой схеме слой базы транзистора изображается сопротивлением базовой области r_б, значение которого убывает с ростом тока базы. Параллельно сопротивлению коллекторного перехода r_к включена барьерная емкость С_к, сильно зависящая от напряжения U_кб и тока I_к.

Частотная зависимость элементов, образующих рассматриваемую физическую модель, в большом диапазоне частот невелика. Большое практическое значение при работе в диапазоне высоких частот имеет произведение r_бС_к. Его значение должно быть как можно меньше. Также имеет большое значение и произведение диффузионной емкости С_э на сопротивление эмиттерного перехода r_э, определяющее предельную частоту f₀h₁₁ схемы ОБ, при которой h_21б уменьшаете на 3 дБ, т. е. до относительного уровня 0,707, r_эС_э ~= 1/2πf_h11.

Схему ОБ можно представить также в виде четырехполюсника с h-или y-параметрами, заменяя в схеме, показанной на рис. 4.7, в ток i₁ на i_э, i₂ на i_к, u₁ на u_эб, u₂ на u_кб. В этом случае получаем схему, показанную на рис. 4.10, в.