Т-образная эквивалентная схема транзистора ОБ

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

· - генератор тока (учитывает усилительные свойства транзистора). Вместо генератора тока можно использовать генератор напряжения , соединенный последовательно с :

· - дифференциальное сопротивление прямо смещенного эмиттерного перехода (ЭП)

=доли Ома÷единицы Ома, т.е. мало

· - ёмкость ЭП. Эта ёмкость диффузионная (т.к. ЭП смещен в прямом направлении). Она относительно большая ( десятки пФ), но её влиянием можно пренебречь, т.к. она шунтирована малым сопротивлением прямо смещенного эмиттерного перехода .

· - дифференциальное сопротивление обратно смещенного коллекторного перехода (КП)

- может достигать сотен кОм÷десятки МОм, т.е. велико.

· - ёмкость КП. Эта ёмкость барьерная (т.к. КП смещен в обратном направлении). Она мала ( единицы пФ), но пренебрегать ею нельзя. На ВЧ реактивное сопротивление этой емкости уменьшается ( ), в результате чего часть выходного тока ответвляется через эту емкость и поступает на вход транзистора, не попадая в нагрузку, т.е. не участвуя в усилении. Другими словами: с помощью барьерной ёмкости на ВЧ в транзисторе осуществляется внутренняя обратная связь.

Обратная связь (ОС) – передача части мощности сигнала с выхода на вход схемы.

Таким образом, ёмкость КП на ВЧ ухудшает усилительные свойства транзистора.

· - сопротивление базы. Оно состоит из 2-х составляющих:

- омическое сопротивление слабо легированной области базы;

- небольшое сопротивление, обеспечивающее внутреннюю ОС в

транзисторе.

H -параметры

Недостаток первичных параметров – невозможность их измерения, т.к. общая точка, относительно которой определяются первичные параметры, находится внутри Базы транзистора.

Поэтому переходят к вторичным параметрам транзистора, которые легко измерить. Самыми распространенными вторичными параметрами транзистора являются h-параметры.

В системе h-параметров в качестве независимых переменных (аргументов) принимают входной ток ( I ₁ ) и выходное напряжение ( U ₂ ). Зависимыми переменными (функциями) являются входное напряжение ( U ₁ ) и выходной ток ( I ₂ ).

Связь между зависимыми и независимыми переменными выражается с помощью системы уравнений:

U₁= h₁₁I₁+ h₁₂U₂

I₂= h₂₁I₁+ h₂₂U₂

Здесь I₁, I₂, U₁, U₂ – амплитуды переменных токов и напряжений (индекс «1» относится к входному сигналу, а индекс «2» - к выходному), h₁₁, h₁₂, h₂₁,h₂₂ являются коэффициентами пропорциональности (индекс «11» означает 1-я строчка, 1-й столбец; «12» - 1-я строчка, 2-й столбец и т.д.)

Таким образом, имеем систему 2-х уравнений с четырьмя неизвестными. Решить такую систему уравнений в общем виде невозможно. Для ее решения необходимы дополнительные условия.

Так, например, чтобы определить из первого уравнения h₁₁, нужно второе слагаемое этого уравнения занулить, т.е. считать, что U₂=0.

Тогда при - входное сопротивление транзистора при короткозамкнутом выходе.

Аналогично определяем:

при - коэффициент обратной связи по напряжению при разомкнутом входе;

при - коэффициент усиления по току при короткозамкнутом выходе;

при - выходная проводимость транзистора при разомкнутом входе.

Пример расчета h -параметров транзистора ОЭ

Изобразим транзистор ОЭ с его входными и выходными токами и напряжениями:

а) Определим входное сопротивление транзистора. Для этого запишем формулу: при . Заменив амплитуды на малые приращения и подставив значения входного тока, входного и выходного напряжений конкретно для транзистора ОЭ, получим: при ,т.е. при

индекс «э» означает, что транзистор собран по схеме ОЭ

Входное сопротивление транзистора определяется по входным вольт-амперным характеристикам. Точка А – это рабочая точка, в которой определяются h-параметры.

Iб (mA)

0,75 Uкэ=5В

0,25 Uбэ (В)

0,3 бэ 0,55

Чтобы определить , необходимо выполнить дополнительное построение: это построение обязательно должно проходить через рабочую точку А и при этом должно выполняться условие (в данном случае ). Исходя из вышесказанного, строим небольшой прямоугольный треугольник таким образом, чтобы его гипотенуза прилегала к входной характеристике и делилась рабочей точкой А пополам. Тогда катеты этого треугольника и будут искомыми значениями и , зная которые, легко определить входное сопротивление транзистора:

б) Определим коэффициент обратной связи по напряжению.

Заменив в формуле при амплитуды на малые приращения, получим: при , т.е. при .

Коэффициент обратной связи по напряжению определяется по входным вольт-амперным характеристикам транзистора. Дополнительное построение должно проходить через рабочую точку А и при этом должно выполняться условие . В данном случае это будет прямая, параллельная осинапряжений и проходящая через точку А.

Iб(mA)

кэ

Uкэ=0 Uкэ=5В

А^` А

Uбэ(В)

0,5 бэ 0,7

в)Определим коэффициент усиления по току.

Заменив в формуле при амплитуды на малые приращения, получим: при , т.е. при .

Коэффициент усиления по току определяется по выходным вольт-амперным характеристикам транзистора. Дополнительное построение должно проходить через рабочую точку А и при этом должно выполняться условие . В данном случае это будет прямая, параллельная оси токов и проходящая через точку А.

Iк(mA)

40 Iб=1,5mA

Iб=1mA

к б

Iб=0,5mA

20 Iб=0

Uкэ(В)

Для транзистора, собранного по схеме ОЭ: , где - коэффициент передачи тока базы в коллектор.

г) Определим выходную проводимость и выходное сопротивление транзистора.

Заменив в формуле при амплитуды на малые приращения, получим: при , т.е. при .

Дополнительное построение должно проходить через рабочую точку А и при этом должно выполняться условие . В данном случае это будет прямоугольный треугольник, у которого гипотенуза делится рабочей точкой А пополам.

Iк(mA)

Iб=1mA

A Iб=0,5mA

6 Iб=0

Uкэ(В)

5 кэ 10

;

Примечание:

· Чтобы перенести рабочую точку А с входных характеристик на выходные, необходимо определить ток базы в рабочей точке ( I _БА ). Затем на выходных характеристиках выбирают характеристику, соответствующую этому току. Точка пересечения выбранной характеристики и перпендикуляра, соответствующего указанному на входных характеристиках рабочему значению напряжения U _КЭ , и даст положение рабочей точки на выходных ВАХ.

· Чтобы перенести рабочую точку А с выходных характеристик на входные, необходимо определить ток базы в рабочей точке ( I _БА ). Затем на входных характеристиках на оси токов отмечают это значение и через полученную точку проводят прямую, параллельную оси напряжений, до пересечения с рабочей входной характеристикой. Точка пересечения и даст положение рабочей точки на входных ВАХ.

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы – это полупроводниковые приборы с управляемым каналом для тока ОНЗ.

Полевой транзистор содержит 3 электрода:

· Исток – электрод, через который в канал втекают НЗ, создающие ток канала;

· Сток – электрод, через который НЗ вытекают из канала;

· Затвор – управляющий электрод, регулирующий поток НЗ в канале.

Полевой транзистор относится к однополярным транзисторам, т.к. в нем используется движение НЗ только одного знака (через канал движутся либо электроны, либо дырки).

НЗ в полевом транзисторе движутся от Истока к Стоку через канал под действием продольного электрического поля, создаваемого напряжением .