1.5. Определение малосигнальных параметров транзистора в рабочей точке
По семейству входных и выходных характеристик графическим методом определяем малосигнальные параметры транзистора в рабочей точке. Коэффициенты h11, h12, h21, h22 являются H - параметрами четырехполюсника.
h11э – входное сопротивление, измеренное при коротком замыкании транзистора.
Найдем приращения Uбэ, Iб. Для этого рассмотрим две точки на семействе входных характеристик Б и В (рис.5)
в точке В: Iб1 = 0,06 мА, Uбэ1 = 0,64 В
в точке Б: Iб2 = 0,14мА, Uбэ2 = 0,7 В
Uбэ = Uбэ2 - Uбэ1 = 0,7 - 0,64 = 0,06 В.
Iб = Iб2 - Iб1 = 0,14 - 0,06 = 0,08 мА.
h11э = 0,06 / 0,08∙10-3 = 0,75 кОм.
h21э – коэффициент передачи по току, измеряемый при коротком замыкании на выходе транзистора
Найдем приращения Iк, Iб. Для этого рассмотрим две точки на семействе выходных характеристик Г и Д (рис.6), находящихся симметрично относительно рабочей точки А.
в точке Д: Iк1 = 4,4мА Uкэ1=6В
в точке Г: Iк2 = 8мА Uкэ2=6В
Iк = Iк2 - Iк1 = 8 -4,4= 3,6 мА.
Iб = 50 мкА.
h21э = 3,6∙10-3 /0,05∙10-3 = 72
Рассмотрим две точки Е и Ж на семействе выходных характеристик на кривой (рис.6)
h22э – выходная проводимость, измеряемая при холостом ходе на входе транзистора.
в точке Е : Iк1 = 5,1мА, Uкэ1 = 2,6 В
в точке Ж: Iк2 = 6,2мА, Uкэ2 = 9 В
Iк = Iк2 - Iк1 = 6,2 – 5,1 = 1,1мА
Uэ = Uэ2 – Uэ1 = 9 – 2,6 = 6,4В
Коэффициент обратной связи, измеряемый при холостом ходе на входе транзистора:
Для
всех типов биполярных транзисторов и
рабочих точек принято
(Iк, Iк ,Uбэ, Uкэ – приращения, взятые симметрично относительно рабочей точки).
Рисунок 5 – графический метод определения малосигнальных параметров транзистора в рабочей точке по выходной характеристике
1.6. Определение величин эквивалентной схемы транзистора
Для расчета физических величин воспользуемся малосигнальной высокочастотной схемой транзистора - схемой замещения биполярного транзистора (схема Джиаколетто) представленной на рис.6.
Рисунок 6 – схема замещения биполярного транзистора
Барьерная ёмкость коллекторного перехода
Uкбпасп = 10 В
Скпасп = 50 пФ
=12
– 5,8
–
(0.58
+ +0,1
)
=4,99В
Выходное сопротивление транзистора:
Сопротивление коллекторного перехода;
Сопротивление
эмиттерного перехода для эмиттерного
тока;
Сопротивление эмиттерного перехода для базового тока;
Распределение сопротивления базы;
Диффузионная
ёмкость эмиттерного перехода;
Собственная
постоянная времени транзистора;
Крутизна транзистора;
1.7.Определение граничной и предельных частот биполярного транзистора.
1. Граничная частота усиления транзистора в схеме с ОЭ:
2. Предельная частота в схеме с ОЭ:
3. Предельная частота транзистора по крутизне:
4. Максимальная частота генерации:
1.8. Определение сопротивления нагрузки транзистора по переменному току.
Сопротивление нагрузки по переменному току для биполярного транзистора рассчитывается по формуле:
Для построения нагрузочной прямой по переменному току воспользуемся двумя точками:
1.)
;
2.)
- точка покоя (т.О)
Нагрузочная прямая по переменному току приведена на рисунке 2 (прямая CD).
1.9. Построение сквозной характеристики
Для построения сквозной характеристики воспользуемся нагрузочной прямой по переменному току и выходными характеристиками приведенными на рисунке 2. По точкам пересечения нагрузочной прямой по переменному току с выходными характеристиками строим сквозную характеристику Iк(Uбэ). Точки для построения проходной характеристики (зависимости Iк от Uбэ) представлены в таблице 1, а график зависимости на рисунке 5.
Таблица 1
Uбэ, В |
0,6 |
0,76 |
0,8 |
0,83 |
0,87 |
Iк, мА |
1 |
6 |
14 |
22 |
28 |
Сквозная характеристика транзистора.
Рис.5
Графоаналитическим методом определим максимальную амплитуду входного сигнала Uвхн, при условии получения минимальных нелинейных искажений и максимального значения Uвхн. Отсюда Uвхн =0,04 В.