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.
- 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); h22имеет размерность проводимости и выражается в сименсах. Значение h22для 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, hi (= h11), hf (= h21), hfэ(= h21э).
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
Ki = i2/i1 = h21/(1 + h22RII)
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 rб, значение которого убывает с ростом тока базы. Параллельно сопротивлению коллекторного перехода rк включена барьерная емкость Ск, сильно зависящая от напряжения Uкб и тока Iк.
Частотная зависимость элементов, образующих рассматриваемую физическую модель, в большом диапазоне частот невелика. Большое практическое значение при работе в диапазоне высоких частот имеет произведение rбСк. Его значение должно быть как можно меньше. Также имеет большое значение и произведение диффузионной емкости Сэ на сопротивление эмиттерного перехода rэ, определяющее предельную частоту f0h11 схемы ОБ, при которой h21б уменьшаете на 3 дБ, т. е. до относительного уровня 0,707, rэСэ ~= 1/2πfh11.
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 iэ, i2 на iк, u1 на uэб, u2 на uкб. В этом случае получаем схему, показанную на рис. 4.10, в.
