Электроника в вопросах и ответах - Хабловски И. - Страница 20

Выбор переменных i1 и u2 в качестве независимых переменных можно обосновать на примере усилителя рис. 4.3, а. Ток i1 соответствует току базы, и он действительно является независимой переменной, управляющей диодом эмиттер — база в проводящем направлении. Напряжение u1 = uб является зависимой переменной в основном от tб. Ток i2 (= iк) является регулируемым током, т. е. зависимым. Другой независимой переменной может быть только u2 (= uк); диод коллектор — база, смещенный в обратном направлении, должен управляться напряжением.

Рис. 4.7. Эквивалентная схема транзистора четырехполюсника:

а — с двумя источниками напряжения; б — с источником напряжения во входной цепи и источником тока в выходной цепи; в — с h-параметрами

Каков смысл величины и обозначения параметров тока h?

Как уже пояснялось выше, параметры типа h определяются для режима короткого замыкания (к. з.) на входе либо холостого хода (х. х.) на выходе. Смысл этих параметров и функций:

— входное сопротивление при к.з. на выходе,

т. е. входное сопротивление, измеренное при к.з. на выходе (u2 = 0); h11 отражает входное сопротивление и выражается в омах. Значение h11 для низкочастотного транзистора может составить, например, 5 кОм.

— коэффициент обратной связи по напряжению при х.х.,

т. е. коэффициент, измеренный при х. х. на входе (i1 = 0); h12 выражается безразмерным числом. Значение h12 для низкочастотного транзистора в схеме ОЭ может составлять, к примеру, 2·10-4.

 — коэффициент передачи тока при к.з., измеряемый при к. з. на выходе (u2 = 0); h21 представляется безразмерным числом. Значение h21 для низкочастотного транзистора в схеме ОЭ может составлять, например, 300.

 — входная проводимость при х.х., измеренная при х. х. на входе (i1 = 0); h22 имеет размерность проводимости и выражается в сименсах. Значение h22 для транзистора в схеме ОЭ может составлять, например, 30 Cм.

Используются также и другие обозначения параметров типа h и у: вместо индекса 11 — применяется индекс i (от английского Input — вход), вместо 22 — индекс о (output — выход), вместо 12 — индекс г (reverse — обратный), вместо 21 — индекс f (forward — прямой).

Параметры транзистора как четырехполюсника зависят от cxeмы, в которой работает транзистор. Для различения параметров в различных схемах включения применяются дополнительные индексы: Э — для схемы ОЭ; Б — для схемы ОБ; К — для схемы ОК.

Следовательно, получаем, например, hi (= h11), hf (= h21), hfэ (= h21э).

Параметрами типа h особенно часто пользуются в случае низкочастотных схем. С помощью h-параметров можно выразить такие параметры усилительной схемы (рис. 4.8), например усилителя, как входное и выходное сопротивления, усиление по току, напряжению и мощности. Например, усиление по току выражается как

Ki = i2/i1 = h21/(1 + h22RII)

Рис. 4.8. Транзистор в виде четырехполюсника в схеме усилителя

Что такое y-параметры четырехполюсника?

Это параметры проводимостей транзистора, определяемые для режима к. з. на входе (u1 = 0) или на выходе (u2 = 0). Близкие условия обычно имеют место в транзисторных схемах, работающих в диапазоне высоких частот с малыми сопротивлениями, и поэтому y-параметры широко используют при проектировании высокочастотных схем. Эквивалентная схема четырехполюсника (транзистора) с y-параметрами представлена на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Эквивалентная схема транзистора четырехполюсника с y-параметрами

Значения отдельных параметров следующие:

 — входная проводимость при к. з. на выходе цепи;

— проводимость обратной связи при к. з. на входе;

 — проводимость прямой передачи при к. з. на выходе цепи;

— выходная проводимость при к.з. на входе (u1 = 0).

В общем случае y-параметры в системе проводимостей состоят из действительной части активной проводимости g и мнимой части — реактивной проводимости Ь.

Между h- и y-параметрами существуют соотношения, допускающие их пересчеты, например h11 = 1/y11, h12C = y12/у11 и т. д.

Что такое схема с общей базой и каковы ее свойства?

В схеме ОБ сигнал подводится между эмиттером и базой, а нагрузка включается между коллектором и базой (рис. 4.10, а).

Существует ряд физических моделей схемы ОБ. Наиболее часто встречается схема, представленная на рис. 4.10, б, называемая Т-образной моделью или Т-образной эквивалентной схемой. В этой схеме слой базы транзистора изображается сопротивлением базовой области rб, значение которого убывает с ростом тока базы. Параллельно сопротивлению коллекторного перехода rк включена барьерная емкость Ск, сильно зависящая от напряжения Uкб и тока Iк.

Частотная зависимость элементов, образующих рассматриваемую физическую модель, в большом диапазоне частот невелика. Большое практическое значение при работе в диапазоне высоких частот имеет произведение rбСк. Его значение должно быть как можно меньше. Также имеет большое значение и произведение диффузионной емкости Сэ на сопротивление эмиттерного перехода rэ, определяющее предельную частоту f0h11 схемы ОБ, при которой h21б уменьшаете на 3 дБ, т. е. до относительного уровня 0,707, rэСэ ~= 1/2πfh11.

Схему ОБ можно представить также в виде четырехполюсника с h-или y-параметрами, заменяя в схеме, показанной на рис. 4.7, в ток i1 на iэ, i2 на iк, u1 на uэб, u2 на uкб. В этом случае получаем схему, показанную на рис. 4.10, в.