8 Электроника Лекции в презентациях 2012
.pdf
Схема измерения параметров биполярного транзистора с ОЭ
R3
|
|
|
|
Iк |
|
R1 |
|
VT1 |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
Iб |
|
|
+ |
|
Uэк |
|
|
|
|
||
Uвх |
R2 |
Uэб |
|
- |
|
|
|
||
|
- |
|
|
|
+
GB1
R1 и R2 выполняют роль делителя напряжения с целью ограничения тока базы (Uэб редко превышает 1,5 В). R3 – сопротивление нагрузки, ограничивает ток коллектора зависит от характеристики транзистора.
11
Статические характеристики в схеме ОБ
Статические характеристики транзистора могут задаваться соответствующими аналитическим выражениями, а могут быть представлены графически. Несколько характеристик одного типа, полученные при различных значениях параметра, образуют семейство характеристик.
Входная характеристика
Семейство выходных характеристик |
12 |
|
|
n-p-n-транзистора |
|
Графический расчёт усилительного каскада |
||||||||||
Графическое представление работы |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
усилителя на транзисторе с ОБ по |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
семейству характеристик. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
i(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Iк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iкз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iэ4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iэ3 |
|
t |
|
|
t1 |
|
|
|
|
|
|
Iэ2 |
|
|
О |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Iэ1 |
||||
Iкп |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iэ=0 |
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UКБп |
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Графический расчёт усилительного каскада
Основными параметрами усилительного каскада являются:
-коэффициент усиления по напряжению;
-коэффициент усиления по току;
- коэффициент усиления по мощности;
- входное сопротивление;
- выходное сопротивление,
где - выходное напряжение при RН = ∞;
- выходной ток при RН = 0;
- коэффициент полезного действия.
14
Статические характеристики биполярного транзистора
Транзистор в электрических схемах используется в качестве четырехполюсника, характеризующегося четырьмя величинами: входным и выходным напряжениями и входным и выходным токами (uВХ, uВЫХ, iВХ, iВЫХ). Функциональные зависимости между этими величинами называются статическими характеристиками транзистора,
На практике удобнее использовать функции одной переменой. Для перехода к таким функциям необходимо вторую переменную, называемую в этом случае параметром характеристики, поддерживать постоянной. В результате получаются четыре типа характеристик транзистора:
1)входная характеристика:
2)характеристика обратной передачи ( связи) по напряжению:
3)характеристика (прямой) передачи тока, называемая также управляющей или передаточной характеристикой:
4)выходная характеристика: 
15
h – параметры транзисторного четырёхполюсника
Транзистор с его внутренними параметрами, определяемыми эквивалентной схемой, представлен в виде линейного четырехполюсника с соответствующими зависимостями между входными и выходными параметрами (U1, I1, U2, I2).
I 1 |
I2 |
U1 |
U2 |
В зависимости от того, какие из этих величин взять за независимые переменные, а какие – за зависимые, линейный четырехполюсник можно описать шестью различными системами уравнений, однако наибольшее распространение получила система, где за независимые переменные принимаются входной ток и выходное напряжение , а за зависимые – выходной ток и входное напряжение.
16
h – параметры транзисторного |
|
|||
четырёхполюсника |
|
|||
Система уравнений, связывающая между собой зависимые и |
||||
независимые переменные: |
|
I 1 |
I2 |
|
U1 h11I1 |
h12U2 |
U1 |
U2 |
|
I2 h21I1 h22U2 |
||||
|
|
|||
Физический смысл коэффициентов h, называемых h – параметрами: Параметр h11 определяется при коротком замыкании на выходе U2 = 0:
h11 |
|
U1 |
|
|
|
|
– входное сопротивление при |
коротком |
||
|
I |
1 |
|
U |
2 |
0 замыкании на выходе. |
|
|||
|
|
|
|
|
||||||
Параметр h12 |
определяется при токе на входе I1 = 0: |
|
||||||||
h12 |
|
U1 |
|
|
|
|
– коэффициент внутренней обратной связи |
|||
|
|
|
|
|||||||
U2 |
|
I1 |
0 |
по напряжению при холостом |
ходе во |
|||||
|
|
|
входной цепи. |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17
|
|
|
h – параметры транзисторного |
|
||
|
|
|
|
четырёхполюсника |
|
|
|
|
|
|
|
I 1 |
I2 |
h – параметры для второго уравнения: |
U1 |
U2 |
||||
h21 |
I2 |
U2 |
0 |
– коэффициент передачи транзистора по току при |
||
|
I1 |
коротком замыкании на выходе; |
|
|||
h22 |
|
I |
2 |
|
|
– выходная проводимость транзистора при |
U2 |
|
I1 0 |
||||
|
|
|
холостом ходе во входной цепи. |
|||
С учетом h – параметров эквивалентная схема транзистора выглядит следующим образом:
На высоких частотах между
|
|
|
h11 |
I 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I 2 |
|
переменными составляющими токов и |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжений появляются фазовые сдвиги |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
h12U2 |
h21 I1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
и параметры становятся комплексными. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
U 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U 2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
h22 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U1 |
h11I1 |
h12U |
2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I2 |
h21I1 |
h22U |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h – параметры транзисторного четырёхполюсника
Для различных схем включения транзистора h – параметры будут различны. Так для схемы с общей базой входными и выходными величинами являются U1 = Uэб ; I1 = Iэ ; U2 = Uкэ ; I2 = Iк .
Индекс «б» говорит о принадлежности этих параметров к схеме с общей базой.
Эквивалентная схема четырехполюсника для схемы с общей базой
Так как транзистор чаще усиливает сигнал переменного тока, то и h – параметры по переменному току должны определяться не как статические, а как динамические (дифференциальные).
19
h – параметры транзисторного четырёхполюсника
Для схемы с общим эмиттером входными и выходными величинами являются
составляет от сотен Ом до единиц кОм;
Эквивалентная схема четырехполюсника
для схемы с общим эмиттером
обычно равен 10–3...10–4;
составляет десятки – сотни единиц;
десятые – сотые доли мСм, а выходное сопротивление от единиц до десятков кОм.
20