Материал: TTE_Lect1
метою в системі (8.7) малі амплітуди Umвв , Umвви , |
Imвв , Imвви треба |
|||||
замінити приростами амплітуди Umвв , |
Umвви , |
Imвв , |
Imвви . |
|||
Одержимо систему рівнянь: |
|
|
|
|
||
Umвх |
h11 Imвх |
h12 |
Umвих |
|
(8.8) |
|
|
h21 Imвх |
h22 |
Umвих , |
|
|
|
Imвих |
|
|
|
|||
з якої аналогічним чином можна знайти h-параметри, фіксуючи той чи інший аргумент ( Imвв =0, тобто Imвв const , або Umвви =0, тобто
Umвви const ).
Для прикладу знайдемо h-параметри у схемі зі спільним емітером, використовуючи статичні характеристики цієї схеми.
Параметри |
|
h11E |
|
та |
h12 E |
знаходять |
за вхідними |
||||||||||||||
характеристиками (рисунок 8.4б): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
UБЕ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
h |
|
|
БЕ |
|
|
|
UБЕ |
0 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
||||
11E |
|
|
|
IБ |
|
UКЕ const |
|
|
IБ |
IБ0 |
|
|
UКЕ UKE0 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
UБЕ |
U |
|
|
|
|
|
|||
h |
|
|
|
БЕ |
|
|
|
БЕ |
|
|
|
|
. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
12E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
UKE |
|
IБ const |
|
UKE |
0 UKE |
|
I |
Б |
I |
Б0 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рисунок 8.4б – Знаходження параметрів h11E та h12 E за вхідними статичними характеристиками БТ в ССЕ
96
Параметри |
h21E |
|
та h22E |
знаходять |
|
за вихідними |
||||
характеристиками (рисунок 8.5): |
|
|
|
|
|
|||||
h |
|
I |
K |
|
|
IK |
IK |
0 |
|
; |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
21E |
|
IБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UКЕ const |
IБ |
IБ0 |
|
UКЕ UKE0 |
|||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IK |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IK |
IK |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
22E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 8.1 |
|
|
|
|
UKE |
|
IБ const |
|
|
UKE |
UKE0 |
|
I |
Б |
I |
Б0 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Схема |
|
|
|
|
|
СБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СК |
|
|
|
|
СБ |
|
h11Б |
h12Б |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
h11Б |
hБ h12Б |
|
|
|
|
1 |
|
h11Б |
1 h12Б |
||||||||||||
|
|
h |
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
h |
|
|
||||||
|
22 |
|
|
|
|
|
1 h21Б |
21Б |
22Б |
1 h21Б |
|
Б |
||||||||||||||||||||||
|
|
21Б |
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
||||||
СЕ |
1 |
h11E |
hE h12E |
|
|
|
h11E |
|
h12E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h11E |
|
|
1 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
h |
h |
|
|
|
|
|
h |
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
h |
|
|
||
|
1 h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1 h |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
21E |
|
21E |
22E |
|
|
|
21E |
|
22E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21E |
|
22E |
|
|||||||
СК |
|
1 |
|
h11K |
(h12K hK |
|
|
|
|
h11K |
|
|
(h12K hK |
|
|
h11K |
|
|
h12K |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
(1 h21K ) |
h22K |
|
|
|
|
(1 h21K ) |
|
h22K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
h21K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h21K ) |
|
|
h22K |
|
|
|
||||||||||||||||
Рисунок 8.5 – Знаходження параметрів h21E та h22E |
за вихідними |
|
статичними характеристиками БТ в ССЕ |
||
Для правильного знаходження |
h - параметрів необхідно, щоб |
|
величини UKE0 (-5В) та IБ0 і |
для вхідних, і |
для вихідних |
характеристик брались однаковими. |
|
|
97
Знак “-” у формулі для знаходження h21E береться тому, що напрям струму IК у транзисторі протилежний до напряму струму Iвих
учотириполюснику.
8.2.2Фізичні параметри та еквівалентні схеми біполярних
транзисторів
Застосування h-параметрів іноді супроводжується значними труднощами, оскільки кожній схемі ввімкнення БТ відповідають свої h-параметри. Значно простіше при аналізі транзисторних схем використовувати фізичні еквівалентні схеми транзисторів, які містять у собі фізичні (реальні) параметри БТ.
На рисунку 8.6 показано Т-подібну фізичну еквівалентну схему транзистора зі спільною базою (низьких частот).
Рисунок 8.6 – Т-подібна еквівалентна схема БТ у ССБ
На схемі рисунка 8.6
r |
|
dUЕБ |
|
|
- диференційний опір ЕП; |
||
|
|
||||||
E |
|
|
dI |
E |
|
UКБ const |
|
|
|
|
|
|
|||
r |
|
dUКБ |
|
|
- диференційний опір КП; |
||
|
|
||||||
|
|
||||||
К |
|
|
dI |
К |
|
|
IE const |
rБ |
|
|
|
|
|
||
- опір бази; |
|||||||
|
|
|
|
|
98 |
||
|
dIK |
|
- |
диференційний коефіцієнт |
передачі |
|
dIE |
||||||
|
|
UКБ const |
|
|
||
|
|
|
|
|||
емітерного струму. |
|
|
||||
Опір rБ |
|
дорівнює |
сумі розподільного опору |
бази та |
||
дифузійного опору
rБ rБ rБ .
Розподілений опір бази rБ відображає опір активної області
бази, який значно більший, ніж опори ЕП та емітерної області. Значення цього опору зростає зі зменшенням ширини бази, тому що зменшується ймовірність рекомбінації в базі, і отже, основна частина струму бази
IБрек також зменшується. Частина вхідної напруги, прикладена до ЕП,
падає на опорі rБ , і це знижує ефективність керування струмом у транзисторі.
Дифузійний опір бази rБ відображає вплив колекторної
напруги на ширину бази внаслідок зміни товщини КП. Нехай, наприклад, напруга на колекторі збільшилася. Це приводить до
зменшення ширини бази. Оскільки напруга UEБ не змінилася, то струм
емітера має залишитися постійним. Проте він збільшується внаслідок зростання градієнта концентрації дірок у базі (див. рисунок 7.9).
Для |
збереження |
IE const |
потрібно |
зменшити |
концентрацію дірок PБE біля ЕП, тобто зменшити напругу на ЕП. Щоб напруга на ЕП зменшилася при незмінній напрузі UEБ , опір бази має зрости на деяку величину rБ (див. рисунок 8.6).
Для ССЕ Т-подібна еквівалентна схема БТ має вигляд, показаний на рисунку 8.7. Ця схема також досить точно описує властивості приладу в діапазоні низьких частот.
99
Рисунок 8.7 – Т-подібна еквівалентна схема БТ у ССЕ
Значення параметрів Т-подібних фізичних еквівалентних схем залежить від обраного режиму транзистора і не залежить від способу його ввімкнення.
Безпосереднє вимірювання фізичних параметрів БТ неможливе,
бо точка з’єднання опорів rБ , rE і rK знаходиться всередині кристала напівпровідника. Тому ці параметри розраховують за допомогою формул, які зв’язують фізичні параметри з h-параметрами БТ (таблиця
8.5).
Таблиця 8.2
Пара- |
ССБ |
ССЕ |
ССК |
метр |
|
|
|
h11 |
rE rБ (1 ) |
r |
|
rE |
r |
rE |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Б |
1 |
|
Б |
1 |
|
|||||||
h12 |
|
rБ |
|
|
rE |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
rK |
rK (1 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
h21 |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
||||||||||
h22 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
rЕ |
rK (1 ) |
|
rK (1 ) |
|
||||||||||
Користуючись таблиця 8.2, можна записати
100