Дифференциальные параметры транзистора.

 

Величины, связывающие малые приращения токов и напряжений называются дифференциальными параметрами. Критерием малости изменений токов и напряжений является линейность связи между ними, следовательно, дифференциальные параметры не зависят от амплитуды переменных составляющих токов и напряжений. Поэтому, когда транзистор работает в линейном режиме, для расчетов удобнее пользоваться не характеристиками, а параметрами

Представим транзистор в виде четырехполюсника, на входе которого действуют ток İ ₁ и напряжение Ú ₁, а на выходе ток İ ₂ и напряжение Ú₂ (Рис.9)

Из четырех переменных, характеризующих четырехполюсник, только две являются независимыми. В зависимости от того, какие из них приняты за независимые получаются различные системы дифференциальных параметров. На практике наиболее часто используются три системы параметров: Y, Z, H. В системе Y -параметров за независимые принимаются U₁ и U₂, I₁, I₂ являются функциями этих величин, в системе Z -параметров за независимые принимаются I₁ и I₂, U₁, и U₂ являются их функциями. В системе H -параметров за независимые переменные приняты I₁ и U₂ эту систему называют также смешанной или гибридной, так как H -параметры имеют различную размерность.

Дифференциальные параметры несложно пересчитать из одной системы в другую. Выбор конкретной системы определяется удобством измерения. Систему H – параметров используют на низких частотах (обозначают через строчную h), когда пренебрежимо малы емкостные составляющие токов. Необходимые для измерения h -параметров режимы короткого замыкания выхода и холостого хода входа для переменной составляющей тока могут быть осуществлены на низких частотах сравнительно просто вследствие малого входного и большого выходного сопротивления транзистора. Поэтому в технических условиях и справочниках по транзисторам низкочастотные параметры приводятся в этой системе.

 

Система h-параметров.

Принимая за независимые переменные входной ток и выходное напряжение , можно записать для малых приращений зависимых переменных

, (17а)

, (17б)

где коэффициенты являются частными производными зависимых переменных по соответствующим независимым ы в выбранной рабочей точке:

– входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе для переменной составляющей тока;

– коэффициент обратной связи по напряжении при холостом ходе на входе для переменной составляющей тока;

– коэффициент передачи по току при коротком замыкании на выходе;

– выходная проводимость транзистора при холостом ходе на входе для переменной составляющей тока.

Величина параметров транзистора зависит от способа его включения, поэтому в обозначении параметров вводится третий индекс («Б», «Э», «К»), определяющий схему включения.

 

Определение h-параметров транзистора по статическим характеристикам

Низкочастотные значения h -параметров можно найти с помощью входных и выходных характеристик. Должна быть задана или выбрана рабочая точка А(, ), в которой требуется найти параметры. Найдем h -параметры транзистора МП14 (рис.9, 10) в рабочей точке I_Б =60мкА, U_КЭ=8В.

Параметры и определяются по выходным характеристикам транзистора (рис.10). При постоянном токе базы задаем приращение коллекторного напряжения = 12В-4В и находим получающееся при этом приращение тока коллектора (катет зачерненного треугольника). Тогда выходная проводимость транзистора

=

Далее при постоянном напряжении коллектора U_КЭ= 8 В задаем приращение тока базы = - и определяем получающееся при этом приращение тока коллектора . Тогда дифференциальный коэффициент передачи тока базы

=

Параметры и определяют по входным характеристикам (рис. 9). Рабочая точка находится при I_Б = 60 мкА между характеристиками, снятыми при U_КЭ= 5 В и U_КЭ= 10 В. Для нахождения можно взять любую из них.. Берем две точки I_Б= 60 мкА и I_Б= 80 мкА на одной из характеристик и находим получающиеся при этом приращение напряжения базы =17мВ. Тогда входное сопротивление транзистора

= = =850 Ом.

Затем при постоянном токе базы =60 мкА находим приращения напряжения базы =8мВ между характеристиками, снятыми при U_КЭ= 5 В и U_КЭ= 10 В. Тогда коэффициент обратной связи по напряжению:

= = =0,0016.

Аналогично могут быть определены по соответствующим характеристикам параметра транзистора в других схемах включения.