Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Схема замещения транзистора для малого сигнала.
Для малого сигнала в активном режиме транзистор рассматривается как линейный четырехполюсник. На рис.10 приведена формальная схема замещения транзистора в системе h- параметров. Эта схема отображает систему уравнений (17) и не содержит ничего сверх этого. На высоких частотах начинает сказываться инерционность транзистора и H -параметры становятся частотно зависимыми.
Инерционность транзистора при быстрых изменениях входных токов обусловлена конечным временем пролета инжектированных носителей и заряжением емкостей p-n -переходов. Время задержки передачи сигнала от эмиттера к коллектору ta имеет следующие составляющие ta = tэп + tпр + tкп, (18) где tэп – время заряжения эмиттерного перехода, tпр – время пролета базы, tкп – время задержки в коллекторном переходе. Последним слагаемым обычно можно пренебречь. С учетом задержки коэффициент передачи a становится зависящим от времени или частоты. Переходные характеристики обычно аппроксимируют экспоненциальными функциями: , где a0 – статический коэффициент передачи. Соответственно, частотная зависимость a(jw) определяется выражением , (19) где wa=1/ta – граничная частота коэффициента передачи a. На этой частоте . Т-образную эквивалентную схему транзистора для схемы ОБ можно получить из модели Эберса-Молла, исключив генератор тока aII2 и заменив диоды их дифференциальными сопротивлениями и емкостями, учитывая дополнительно сопротивление базы. Эта схема приведена на рис.13, где rЭ rК – дифференциальные сопротивления эмиттерного и коллекторного переходов, СЭ = СЭбар+СЭдф, СК = СКбар, r¢Б – распределенное омическое сопротивление базы, генератор тока управляется током IЭr протекающим по rЭ с коэффициентом a0. Таким образом, часть тока эмиттера расходуется на заряжение емкости СЭ, задержка сигнала определяется постоянной времени rЭСЭ=ta. Параметры rЭ, СЭдф и заряд, накопленный в базе Qб, зависят от постоянной составляющей тока эмиттера IЭ0 в рабочей точке: rЭ= j T ¤ IЭ0, СЭдф=dQб ¤ dUЭЬ= IЭ0tпр ¤ j T, Qб= IЭ0tпр (20) Таким образом, эта эквивалентная схема учитывает два первых слагаемых в формуле (18). Сопротивления rЭ, rК, r¢Б можно рассчитать по статическим h- параметрам, измеренным в рабочей точке: ;
; . Приведенную схему можно пересчитать на Т-образную эквивалентную схему для включения с ОЭ (рис.14).
Здесь rЭ, r¢Б имеют те же значения, однако, коэффициент передачи становится частотно зависимым, а дифференциальное сопротивление rK*, и емкость коллектора СK* имеют другие значения: rK*=rK /(b0+1), СK *=(b0+1) СK (21) Эти соотношения получаются из требования эквивалентности этих двух схем. Емкость СЭ исключена из эквивалентной схемы поскольку она учтена в частотной зависимости b. Частотную зависимость коэффициента b можно получить, подставив выражение (19) в (4): , (22), где wb=1/tb – граничная частота коэффициента передачи b. На этой частоте .Постоянная времени tb совпадает с временем жизни неравновесных носителей в базе t и в b+1 раз больше, чем ta: tbºt=(b+1)ta Соответственно. wb=wa ¤ (b+1). Поскольку коэффициент b велик, усилительные способности транзистора сохраняются при частотах, значительно превышающих wb. При w>3wb в выражении (19) можно пренебречь единицей в знаменателе модуля, тогда b(w)»b0wb/w, или wb(w)»b0wb=const Предельной частотой коэффициента усиления тока транзистора w пр или fпр= w пр/(2p) называют частоту, при которой =1. Ее можно определить, измерив bна любой частоте f>3f b: fпр =b0 f b=b(f) f (23)
Роль коллекторной емкости. При изменении напряжения на коллекторном переходе внешний ток IК на высоких частотах меньше, чем aIЭ или b IБ, т.к. часть тока генераторов расходуется на заряжение емкостей СК или СК*. В схеме ОБ при коротком замыкании на выходе сопротивление r¢Б окажется соединенным параллельно с емкостью СК. Постоянную времени такой цепочки называют постоянной времени базы tб, а также постоянной времени цепи обратной связи tос: tбºtос= r¢БСК (24) Если положить ta= 0, эта постоянная времени будет определять предельное быстродействие транзистора. Если в цепь коллектора включено сопротивление RК, оно складывается с r¢Б. Обычно RK>>r¢Б поэтому инерционность распределения тока в коллекторной цепи будет определяться постоянной времени RКСК. Инерционность транзистора при наличии нагрузки в схеме ОБ характеризуется эквивалентной постоянной времени ta oe: t aoe= ta + RКСК (25)
Аналогично, для схемы ОЭ вводится эквивалентная постоянная времени t oe: t oe= t + RКСК*= t + (b+1) RКСК (26) * Гибридная эквивалентная схема. Схема замещения на рис.14 не раскрывает суть физических процессов, определяющих частотную зависимость b. Для расчета частотных характеристик в схеме ОЭ часто применяется физическая эквивалентная схема, приведенная на рис.15. Ее называют также гибридной и П-образной. В этой схеме генератор тока в выходной цепи управляется напряжением на эмиттерном переходе, которому соответствует некоторая условная точка Б¢ внутри транзистора. Частотно независимый параметр S¢ имеет смысл внутренней крутизны. S¢=dIК ¤ dUБ¢Э =a0 ¤ rЭ=I 0 К ¤ j T, (27) где I 0 К – постоянная составляющая тока в рабочей точке. Параметры r¢Б, rК, CК, CЭ, – те же, что и ранее, остальные определяются соотношениями rКЭ =r*К, CКЭ=C*К , rБ¢Э=rЭ (b+1) (28) Распределенное сопротивление базы r¢Б зависит от I0К (29) Частотная зависимость тока выходного генератора определяется частотной зависимостью напряжения на емкости СЭ, которая заряжается током базы с постоянной времени rБ¢Э CЭ =(b+1 )rЭ CЭ= tb = t. С учетом соотношений (20), (23), (27) получаем: (30)
|
||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; просмотров: 227; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.23.123 (0.007 с.) |