Электроника в вопросах и ответах

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, h_i (= h₁₁), h_f (= h₂₁), h_fэ (= h_21э).

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

K_i = i₂/i₁ = h₂₁/(1 + h₂₂R_II)

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 r_б, значение которого убывает с ростом тока базы. Параллельно сопротивлению коллекторного перехода r_к включена барьерная емкость С_к, сильно зависящая от напряжения U_кб и тока I_к.

Частотная зависимость элементов, образующих рассматриваемую физическую модель, в большом диапазоне частот невелика. Большое практическое значение при работе в диапазоне высоких частот имеет произведение r_бС_к. Его значение должно быть как можно меньше. Также имеет большое значение и произведение диффузионной емкости С_э на сопротивление эмиттерного перехода r_э, определяющее предельную частоту f₀h₁₁ схемы ОБ, при которой h_21б уменьшаете на 3 дБ, т. е. до относительного уровня 0,707, r_эС_э ~= 1/2πf_h11.

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 i_э, i₂ на i_к, u₁ на u_эб, u₂ на u_кб. В этом случае получаем схему, показанную на рис. 4.10, в.

Рис. 4.10.Транзистор в усилительной схеме ОБ (a), физическая модель транзистора, работающего в схеме ОБ (б), схема с ОБ в виде четырехполюсника с h-параметрами (в)

Между h-параметрами и параметрами транзистора, соответствующими Т-образной эквивалентной схеме, существует определенная связь:

h_11б ~= r_э, h_21б = — К_Iб, h_12б/h_22б = r_б, h_22б = 1/r_к

С помощью h-параметров можно определить параметры схемы, работающей в качестве усилителя, возбуждаемого от источника с внутренним сопротивлением R_г и нагруженного сопротивлением (рис. 4.10, а).

При расчете коэффициента усиления по напряжению К_U можно воспользоваться формулой

K_UБ = u_кб/u_вх = R_к/(h_11б+ R_г) или K_UБ = u_кб/u_эб= R_к/h_1б

Коэффициент усиления по току схемы ОБ К_IБ = h_21Б ~ 1.

Выходное и входное сопротивления схемы определяются соответственно как

R_вых ~= 1/h_22б; R_вх ~= h_11б

Основные свойства схемы ОБ кратко можно свести к следующим: большое усиление по напряжению (не менее 1000), коэффициент усиления по току меньше единицы, большее усиление по мощности (примерно 1000), малое входное сопротивление (около 200 Ом), высокое выходное сопротивление (около 500 кОм).