3.5. Практическое определение основных технических

показателей транзисторного каскада

Выражения для технических показателей транзисторного каскада,

приведенные в таблице 3.1, составлены с расчетом обеспечения наиболь-

шего удобства и наглядности их исследования.

Несколько другая группировка членов этих выражений и дальнейшее

пренебрежение членами, мало влияющими в практических условиях на

величины технических показателей, позволяют значительно упростить

выражения для практического расчета показателей.

В таблице 3.2 приведены простые приближенные формулы, обеспечи-

вающие точность, вполне достаточную для большинства практических

расчетов. В этой таблице ввиду весьма малых практических значений со-

противления нагрузки R2 коэффициент передачи по току KI во всех случа-

ях и входное сопротивление для схем ОБ и ОЭ принимаются равными их

значениям в режиме короткого замыкания. Малые значения R2 позволяют

также считать коэффициент передачи по напряжению KE для схем ОБ и

ОЭ пропорциональным сопротивлению нагрузки.

Выражения для KE по существу представляют собой произведение ко-

эффициента передачи по току на отношение сопротивления нагрузки к

полному сопротивлению входной цепи.

Выражение для входного сопротивления схемы ОК получено в пред-

положении, что rэ << rк(1 − α ) и R2 << rк(1 − α), а выражение для ее вы-

ходного сопротивления – в предположении, что rб << rк и R1 << rк. Выра-

жения для выходного сопротивления схем ОБ и ОЭ соответствуют табли-

це 3.1.

Выражения для коэффициента усиления по мощности KP получены как

произведения соответствующих значений KU и KI, причем KU равно KЕ

при R1 = 0.

Формулы таблицы 3.2 применимы при использовании транзистора в

пределах линейных участков его характеристик, причем первичные пара-

метры транзистора должны определяться для исходной рабочей точки

(параметры малых сигналов).

Первичные параметры транзистора могут быть определены следую-

щим образом. Сопротивление эмиттера с достаточной точностью опреде-

ляется [1] из соотношения

26

,(3.7)rэ =

I э0

где Iэ0 – ток эмиттера в исходной рабочей точке, выраженный в мА.

Сопротивления коллектора и базы определяются с помощью значений

h – параметров транзистора для исходной рабочей точки из выражений:

73

rк ≈

1

h 22 б

(3.8)

или

rк =

β +1

,

h 22 э

h

rб = 12б

h 22 б

(3.9)

(3.10)

Δh

э − h 12 э

rб =.(3.11)

h 22 э

Здесь h – параметры с индексом б относятся к схеме ОБ, а с индексом э – к

схеме ОЭ; определитель Δhэ = h11эh22э – h12эh21э .

Значение h21э = β обычно приводится в справочниках. Иногда приво-

дятся значения и других h – параметров. Вообще же h – параметры могут

быть легко измерены.

Как уже указывалось в 3.3, сопротивление базы rб = r′б + r′′б, где r′б и

r′′б – его объемная и диффузионная составляющие.

Объемное сопротивление базы r′б определяется как

α (12...15) ⋅10 −3

′rб ≈⋅(3.12)

2Iк01− α

− для германиевых транзисторов и

(25...30) ⋅10 −3α

′rб ≈⋅(3.13)

2Iк01− α

− для кремниевых транзисторов.

В выражениях (3.12) и (3.13) Iк0 – ток коллектора транзистора в исход-

ной рабочей точке. Входящий в выражения (3.12) и (3.13) параметр α =

h21б – коэффициент усиления по току для включения ОБ.

Объемная составляющая диффузионного сопротивления базы, ото-

бражающая влияние изменений напряжения коллекторного перехода на

эффективную толщину базы (эффект Эрли)

1

′

rб′ ≈ rэ (β + 1) ,

(3.14)

2

α

.где β = h 21э =

1− α

Для расчета технических показателей схем ОБ, ОЭ и ОК необходимо

иметь три соответствующих комплекта h – параметров (параметры hб, hэ и

hк).

75

или

Приведенные расчетные соотношения справедливы для малых сигна-

лов и полосы низких частот, в пределах которой параметры транзистора, а

также сопротивления нагрузки и источника сигналов являются чисто ак-

тивными и не зависящими от частоты величинами.

Контрольные вопросы

1. Как классифицируются схемы включения транзистора?

2. Что такое первичные параметры транзистора?

3. Чем обусловлено использование первичных параметров для анализа

и расчета транзисторов?

4. Что необходимо учитывать при составлении схем замещения тран-

зистора?

5. Что такое коэффициенты усиления по току для включений транзи-

стора с ОБ и ОЭ?

6. Какая из схем включения транзистора имеет наибольший коэффи-

циент усиления по току?

7. Какая схема не усиливает ток?

8. В каком режиме на практике работают транзисторные каскады для

включений ОБ и ОЭ?

9. Каков характер внутренней обратной связи в схеме ОБ?

10. Каков характер внутренней обратной связи в схеме ОЭ?

11. Какая из схем включения транзистора имеет наибольшее входное

сопротивление?

12. Какая из схем включения транзистора имеет самое малое входное

сопротивление?

13. Какая из схем включения транзистора называется эмиттерным по-

вторителем?

14. Какая из схем включения транзистора имеет наибольшее усиление

по напряжению?

15. Какая из схем включения транзистора имеет наибольшее усиление

по мощности?

76