Дифференциальные (мало сигнальные) параметры транзистора.

Дифференциальные параметры, устанавливающие связь между малыми изменениями токов в цепях транзистора и напряжений на его электродах.

Используя дифференциальные параметры, можно составить эквивалентные схемы транзистора, широко применяемые при производстве расчетов различных электронных устройств и представляющие собой схематическое изображение таких комбинаций простых элементов, которые по своим электрическим свойствам эквивалентны транзистору.

При достаточно малых переменных напряжениях, действующих на входе транзистора, токи в цепях его электродов оказываются линейными функциями этих напряжений и транзистор можно представить в идее активного линейного четырехполюсника Рис.16.

Рис.16

На входе которого действует напряжение и протекает ток , а на выходе – напряжение и ток . Электрические свойства транзистора в режиме усиления малых сигналов описывают с помощью дифференциальных (мало сигнальных) параметров. Из шести возможных систем параметров наибольшее практическое применение нашли три системы Z. Y и H - параметров. Мы рассмотрим только H-параметры.

Система H-параметров.

Уравнение четырехполюсника для H-параметров имеют вид.

Для определения H-параметров необходимо поочередно осуществить режимы холостого хода по переменному току на входе и короткому замыканию на выходе, описанными выше способами.

При режиме короткого замыкания на выходе получим:

- входное сопротивление транзистора

-коэффициент передачи тока.

Для схемы с общей базой (ОБ) , а для схемы с общим эмиттером (ОЭ)- .

При режиме холостого хода на входе получим:

- коэффициент обратной связи по напряжению;

- выходная проводимость транзистора.

Эквивалентная схема замещения транзистора- четырехполюсника для H-параметров изображена на Рис.17

Рис. 17

Генератор напряжения , включенный на входе схемы, характеризует глубину паразитной обратной связи по напряжению. Генератор тока , включенный в выходной цепи схемы, отражает усилительные свойства транзистора по току.

Поскольку H-параметры имеют различную размерность (сопротивление, проводимость, или являются безразмерными величинами), то их называют гибридными или смешанными.

Основным достоинством системы H-параметров является то, что они легко измеряются экспериментально, поскольку осуществление режимов холостого хода на входе транзистора затруднений не вызывают на низких частотах. Поэтому в справочниках обычно приводятся низкочастотные h- параметры.

Общим недостатком дифференциальных Z. Y и H- параметров являются зависимость их от схемы включения. Например, параметры для схемы с ОБ , и для схемы с ОЭ . Не равны друг другу и все остальные однотипные параметры транзистора в различных схемах включения.

Определение низкочастотных h- параметров по характеристикам транзистора.

При работе транзисторов на низких частотах влиянием реактивностей можно пренебречь. В этом случае параметры транзисторов являются чисто активными и обозначаются соответственно или h. Все комплексные величины, входящие в уравнение четырехполюсников, можно заменить на конечные приращения. Тогда уравнение четырехполюсника, например, в системе h примут следующий вид:

Численные значения этих параметров можно определить по статическим характеристикам транзистора теми же методами, что и для электронных ламп.

В качестве примера рассмотрим методику определения h-параметров транзистора, включенного по схеме с ОЭ. Рис.18.

а) б)

Рис.18.

Пусть режим задан рабочей точкой А ( ) и характеристикой транзистора. Параметры входной цепи и определяются по входным характеристикам (Рис.18 а), для чего в рабочей точке строится характеристический треугольник АВС.

При постоянном напряжении задаем приращение напряжения на эмиттере и определяем соответствующее ему приращение тока базы .

Тогда входное сопротивление транзистора

Затем, при постоянном токе базы находим приращение коллекторного напряжения и определяем соответствующее ему приращение напряжения базы .

Тогда коэффициент обратной базы по напряжению

.

Параметры выходной цепи и можно определить по выходным характеристикам (Рис.18 б).

Для определения выходной проводимости в рабочей точке А строится характеристический треугольник, для чего при постоянном токе базы задаем приращение коллекторного напряжения и находим получающееся при этом приращение тока коллектора . Тогда - выходная проводимость, См

Затем при постоянном напряжении на коллекторе проводим через рабочую точку А линию, параллельную оси тока до пересечения с двумя соседними характеристиками и определяем приращение тока базы ., и соответствующее ему приращение тока коллектора . Тогда коэффициент передачи тока базы. .

Аналогично определяем параметры для других схем включения транзистора.