Материал: Tverdotila_elektronika
властивості. Цей ефект має значення для БТ з дуже вузькою базою, у яких напруга змикання невелика і відповідає граничній допустимій напрузі колектора.
Максимально допустима потужність, що розсіюється колектором
При проходженні струму через транзистор тепло виділяється головним чином на КП, оскільки саме він має найбільший електричний опір в усій транзисторній структурі. Відведення тепла від КП у БТ здійснюється за рахунок теплопровідності. Максимальна потужність розсіювання транзистора визначається максимально допустимою температурою його КП Tmax і температурою
навколишнього середовища T0 , а також тепловим опором тепловідведення RT :
P |
|
Tmax T0 |
. |
(3.49) |
|
||||
K max |
|
RT |
|
|
|
|
|
||
З іншого боку, потужність, що розсіюється колектором, |
||||
визначається струмом I Ê |
та напругою U KE (U KÁ ). Робочий |
|||
струм БТ не повинен перевищувати IÊ max |
- максимально |
|||
допустимий колекторний струм, значення якого дається у довідниках. При IÊ IÊ max транзистор перегрівається, зростає ймовірність теплового пробою. Максимально
допустима |
напруга |
UKE max |
обмежується |
ймовірністю |
лавинного пробою КП і наводиться у довідниках. |
||||
При |
цьому |
для |
більшості |
транзисторів |
UKE max UKÁ max .
Отже, вибір робочого режиму БТ зумовлено трьома обмеженнями (рис. 3.34):
1) IÊ max - максимальним струмом колектора;
114
2)UKE max - максимальною колекторною напругою;
3)PK max PK IKU KE - максимальною потужністю, що розсіюється колектором.
Рисунок 3.34 – Фактори, що обмежують вибір робочої точки БТ зі спільним емітером
При перевищенні цих граничних параметрів БТ може вийти з ладу, надійність роботи транзисторної схеми різко зменшується.
3.2.6 Диференціальні параметри біполярного транзистора
Властивості транзистора в АР оцінюються за допомогою диференціальних, або малосигнальних, параметрів.
Розглянемо гібридні диференціальні параметри транзистора ( h - параметри), оскільки саме вони найчастіше використовуються на практиці.
У діапазоні низьких частот h - параметри установлюють відповідність між малими амплітудами (приростами) струмів і напруг чотириполюсника (рис. 3.11). Ця відповідність описується такою системою рівнянь:
U |
h I |
mâõ |
h U |
mâèõ |
, |
|
|
|
mâõ |
11 |
12 |
|
(3.50) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Imâèõ h21Imâõ h22Umâèõ, |
|
||||||
115
де h11 |
Umâõ |
|
|
|
|
|
|
|
|
- вхідний опір БТ, Ом; |
|
|
||||
|
Imâõ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
U |
mâè õ |
0 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
h12 |
|
|
Umâõ |
|
|
|
|
- коефіцієнт зворотного зв’язку БТ |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
Umâèõ |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
I |
mâõ |
0 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
за напругою; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
h |
|
Imâèõ |
|
|
|
|
|
|
- коефіцієнт передачі струму БТ; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
21 |
|
|
|
Imâõ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Umâè õ 0 |
|
|
|||||||||
h22 |
|
|
Imâèõ |
-1 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
- вихідна провідність БТ, Ом |
. |
||||||||||
|
Umâèõ |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
I |
mâõ |
0 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
На відношення параметра до відповідної схеми вмикання БТ вказують індекси: “Б” – ССБ, “Е” – ССЕ, “К” – ССК.
За рівнянням (3.50) на рисунку 3.35 зображена формальна еквівалентна схема БТ у системі h - параметрів.
Imвх h11 |
Imвих |
h12Umвих |
h21Imвх |
Umвх |
h22 Umвих |
Рисунок 3.35 – Формальна еквівалентна схема БТ у системі h - параметрів
Оскільки h - параметри належать до однієї з гібридними характеристиками системи, то вони добре узгоджені з характеристиками, легко можуть бути визначені з останніх. З цією метою в системі (3.50) малі амплітуди Umâõ , Umâèõ ,
116
Imâõ , |
Imâè õ треба замінити приростами Uâõ , Uâè õ , |
||||
Iâõ , |
Iâè õ . Одержимо систему рівнянь |
|
|||
|
|
Uâõ h11 |
Iâõ h12 |
Uâèõ |
, |
|
|
Iâõ h21 |
Iâõ h22 |
Uâèõ, |
(3.51) |
|
|
|
|||
з якої аналогічно можна знайти h -параметри, фіксуючи той чи інший аргумент ( Iâõ 0 , тобто Iâõ const або
Uâèõ 0 , тобто Uâèõ const ).
Для прикладу знайдемо h -параметри у схемі зі спільним емітером, використовуючи статичні характеристики цієї схеми.
Параметри h11E та h12 E визначають за вхідними характеристиками (рис. 3.36):
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
h11E |
|
ÁÅ |
|
|
|
UÁÅ UÁÅ |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
, |
||||||
|
|
IÁ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
U ÊÅ const |
|
|
IÁ IÁ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
UÊÅ UKE 0 |
|
||||||
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
UÁÅ |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
h12E |
|
ÁÅ |
|
|
UÁÅ |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|||||||
|
UKE |
|
UKE |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
IÁ const |
|
UKE |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
IÁ IÁ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
Параметри h21E |
|
та h22 E |
|
|
визначають за вихідними |
||||||||||||||||
характеристиками (рис. 3.37): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
h21E |
|
K |
|
|
|
|
IK IK |
0 |
|
|
|
|
|
, |
|
||||||
|
|
IÁ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
U ÊÅ const |
|
|
IÁ IÁ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
UÊÅ UKE 0 |
|
||||||||
117
|
IK |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
h22E |
|
|
IK IK |
|
. |
||
UKE |
|
|
UKE |
||||
|
|
IÁ const |
UKE |
|
|||
|
|
|
|
0 |
|
IÁ IÁ |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
Для правильного визначення h - параметрів необхідно, |
|||||||
щоб величини UKE |
|
(-5В) та |
IÁ |
і для |
вхідних, і для |
||
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
вихідних характеристик брались однаковими.
Знак “-” у формулі для визначення h21E береться тому, що напрям струму I Ê у транзисторі протилежний напряму струму Iâèõ у чотириполюснику.
Рисунок 3.36 – Визначення параметрів h11E та h12 E за вхідними статичними характеристиками БТ у ССЕ
Рисунок 3.37 – Визначення параметрів h21E та h22 E за вихідними статичними характеристиками БТ у ССЕ
118