4. Расчет h-параметров транзистора

В связи с нелинейным характером ВАХ транзисторов, расчеты усилительных каскадов выполняются графоаналитическим методом, что затрудняет их алгоритмизацию и привлечение к расчетам компьютерной техники. Решению этой проблемы способствуют h-параметры, которые позволяют построить схему замещения транзистора. Схема замещения позволяет нелинейные ВАХ заменить аналитическими линейными выражениями, что дает возможность привлечь к расчетам любые вычислительные устройства. Однако следует иметь в виду, что такая замена справедлива только в непосредственной близости к рабочей точке П.

В данном разделе рассматривается расчет h-параметров транзистора, включенного по схеме с ОЭ, и построение Т-образной схемы замещения.

Если к транзистору подведено питание постоянного тока и этим задана рабочая точка П на его ВАХ, то при наложении на протекающие токи малых переменных сигналов транзистор в отношении этих сигналов можно рассматривать как линейный элемент электрической цепи. На этом основано применение к транзистору методов теории линейных четырехполюсников (рис. 4.1.).

Рис.4.1 – Схема четырехполюсника

Такой четырехполюсник описывается системой из двух уравнений:

;

(4.1)

Исследуя четырехполюсник в режиме холостого хода и в режиме короткого замыкания , рассчитываются h-параметры, и выясняется их физический смысл.

	– входное сопротивление транзистора
	– коэффициент усиления по току
	– коэффициент обратной связи по напряжению
	– выходная проводимость транзистора

4.1. Определение h-параметров и параметров т-образной схемы замещения транзистора при включении его по схеме с оэ

Предполагается, что необходимо рассчитать h-параметры и построить Т-образную схему замещения транзистора при включении его по схеме с ОЭ. Так как параметры схемы замещения зависят от выбранного режима работы транзистора, то расчеты необходимо выполнять для того режима, в котором он будет работать, т.е. необходимо использовать линию динамической нагрузки и точку покоя П исходя из постановки той задачи, для которой нужны эти параметры.

Для расчета h-параметров используем ЭДС источника питания и максимальный ток коллектора , т.е. линию динамической нагрузки по переменному току Точку покоя П′ выбираем посредине рабочей части линии динамической нагрузки. Полученная точка П′ характеризуется параметрами , и . Далее переносим точку П′ на входные ВАХ (рис. 4.2).

Следующий этап расчета предусматривает построение треугольников сопротивлений. Для этого через точку П′ проводится касательная к характеристике ( ).

Рис. 4.2 – Входные ВАХ

Рис. 4.3 – Выходные ВАХ

На проведенной касательной произвольно выбираем точки А и В и проводим две прямые, параллельные осям и . В результате указанных построений получается треугольник АВС (рис. 4.2). Его катеты равны и . Из соотношения катетов определяем входное сопротивление:

(4.2)

Теперь проводим касательную через точку П′ на выходной ВАХ, произвольно выбираем точки  и , проводим параллельные осям координат прямые и получаем треугольник C (рис. 4.3). Его катеты равны и . Из соотношения катетов определяем выходную проводимость транзистора:

(4.3)

Коэффициент обратной связи по напряжению:

(4.4)

Для определения коэффициента усиления по току используем параметры точек e и f (рис. 4.3): проекции этих точек на ось дают приращение , а приращение . Коэффициент усиления по току: