Модели транзистора в режиме малого сигнала (динамический режим).

При анализе работы биполярного транзистора в качестве усилительного прибора, когда напряжение база-эмиттер изменяется во времени периодически и амплитуда этого напряжения достаточно мала по сравнению с , эквивалентные схемы для такого сигнала целесообразно линеаризовывать. Такие эквивалентные схемы часто называют малосигнальными.

Поэтому транзистор в режиме малого сигнала можно рассматривать как линейный активный четырёхполюсник (см.рисунок), для которого существуют два уравнения, связывающие между собой физические величины:

Биполярный транзистор, как четырёхполюсник.

В данных уравнениях две переменные могут быть независимыми, а две другие выражаться через них. При этом потребуются четыре коэффициента, играющих роль независимых параметров.

Коэффициенты в уравнениях четырёхполюсника называются характеристическими параметрами.

Возможны шесть способов представления функциональных зависимостей между токами и напряжениями транзистора:

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

На практике наиболее часто используются три вида соотношений:1),2),3).

1. - соответствует параметрам холостого хода (z-параметры);

2. - соответствует параметрам короткого замыкания (y-параметры);

3. - соответствует гибридным (смешанным) параметрам (h-параметры).

Определяя полные дифференциалы функций из уравнений 1),2),3) будем иметь:

Вводя новые обозначения для частных производных, имеющих размерность сопротивлений, и заменяя дифференциалы токов и напряжений, получим:

Z-параметры имеют размерность сопротивлений.

Из уравнения 2) получим:

y-параметры имеют размерность сопротивлений.

Из уравнения 3) получим:

h-параметры – гибридные параметры.

– входное сопротивление в режиме короткого замыкания выхода; (по переменному току);

– коэффициент обратной связи по напряжению при холостом ходе на входе;

–коэффициент передачи тока (коэффициент усиления) при коротком замыкании на выходе;

– выходная проводимость на холостом ходе на входе.

Эквивалентная схема, соответствующая системе h-параметров:

Между h-параметрами и параметрами транзистора, соответствующими Т-образным эквивалентным схемам, существует определенная зависимость.

Для схемы с ОБ эта зависимость выражается соотношениями:

Система h-параметров называется гибридной (смешанной), так как одни h-параметры определяются в режиме х.х. на входе (I₁=0), а другие в режиме к.з. на выходе (U₂=0).

Температурные свойства транзисторов.

Диапазон рабочих температур, определяемый свойствами p-n-переходов, такой же, как и у полупроводниковых диодов. Особенно сильно на работу транзисторов влияет нагрев и менее существенно - охлаждение.

При нагреве особенно существенное влияние на работу транзистора оказывает обратный неуправляемый ток коллектора ( ), значения которого при практических расчетах может быть получено по известной формуле «удвоения».

Влияние тока в различных схемах включения различно.

При включении по схеме с ОБ:

Изменения (t°C) – незначительны, т.к. ,а

Поэтому (t°C) изменяется несущественно.

При включении транзистора по схеме с ОЭ имеем:

Зависимость в схеме с ОЭ более существенна, чем в схеме с ОБ, т.к. даже при небольших значениях при нормальной температуре - может иметь существенную зависимость.

Особенно сильное проявление этой зависимости происходит при токах базы, соизмеримых с изменяемыми .

Из рассуждений следует, что поэтому схема транзистора с ОБ обладает более высокой температурной стабильностью, чем схема с ОЭ.