Зв'язок між h-параметрами для різних схем увімкнення БТ
На практиці часто виникають задачі визначення параметрів БТ у заданій схемі ввімкнення за відомими параметрами з іншої схеми. З цією метою використовують таблицю перерахунку (табл. 3.4).
Таблиця 3.4
Схема |
|
|
|
СБ |
|
|
|
|
|
|
СЕ |
|
|
|
|
|
СК |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
h |
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
СБ |
|
|
|
|
1 h21Á |
|
|
|
1 h |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
11Á |
12Á |
|
|
|
h11Á |
|
|
hÁ h12Á |
|
|
21Á |
|
|
|
|||||||||
|
|
h21Á |
h22Á |
|
|
|
|
|
h11Á |
1 h12Á |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h21Á |
|
|
h22Á |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22Á |
|
||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СЕ |
|
1 h21E |
|
|
|
|
h11E |
h12E |
|
|
|
h11E |
|
|
1 |
|||||||||
h11E |
|
hE h12E |
|
|
h |
|
h |
|
|
(1 h |
) h |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21E |
22E |
|
|
|
|
21E |
|
|
22E |
||||
|
|
h21E |
|
h22E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
h11K |
|
1 h12Ê |
|
|
h11K |
h12K |
|
||||||||||
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
СК |
|
|
|
21K |
|
|
|
|
(1 h |
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|||||
|
h11K |
(h12K |
hK |
) |
|
h |
|
h |
|
|||||||||||||||
|
|
|
21K |
|
|
22K |
|
|
|
|
21K |
22K |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1 h21K ) |
|
h22K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3.2.7 Фізичні 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 3.38 показано Т - подібну фізичну еквівалентну схему транзистора зі спільною базою (для низьких частот).
119
|
|
|
αIE |
|
Е |
IE |
rE |
IK |
К |
|
||||
|
|
|
rК |
|
|
|
|
rБ |
|
|
|
UЕБ |
|
UKБ |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б
Рисунок 3.38 – Т-подібна еквівалентна схема БТ у ССБ
На схемі рисунка 3.38
rE |
|
|
dUÅÁ |
|
|
|
диференціальний опір ЕП, |
|||
|
|
dIE |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
UÊÁ const |
||||
|
|
|
|
dU |
|
|
|
|
||
rÊ |
|
|
ÊÁ |
|
|
диференціальний опір КП, |
||||
|
|
dI |
Ê |
|
|
IE const |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
rÁ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- опір бази, |
|
|||||||||
|
dIK |
|
|
|
|
|
диференціальний коефіцієнт передачі |
|||
|
|
|
|
|
||||||
dIE |
|
U ÊÁ const |
||||||||
|
|
|
|
|||||||
емітерного струму. |
|
|||||||||
Опір rÁ |
|
|
дорівнює сумі розподіленого опору бази та |
|||||||
дифузійного опору: |
|
|||||||||
rr r .
ÁÁ Á
|
відображає опір активної |
Розподілений опір бази rÁ |
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 IÁðåê також зменшується. Частина вхідної
120
напруги, прикладена до ЕП, спадає на опорі r , і це знижує
Á
ефективність керування струмом у транзисторі.
Дифузійний опір бази r відображає вплив колекторної
Á
напруги на ширину бази внаслідок зміни товщини КП. Нехай, наприклад, напруга на колекторі збільшилася. Це приводить до зменшення ширини бази. Оскільки напруга U EÁ не змінилася, то струм емітера має залишитися
постійним. Проте він збільшується внаслідок зростання градієнта концентрації дірок у базі (див. рис. 3.19). Для збереження IE const потрібно зменшити концентрацію
дірок PÁE біля ЕП, тобто зменшити напругу на ЕП. Щоб напруга на ЕП зменшилася при незмінній напрузі U EÁ , опір
бази має зрости на деяку величину r (див. рис. 3.38).
Á
Для ССЕ Т-подібна еквівалентна схема БТ має вигляд, показаний на рисунку 3.39. Ця схема також досить точно описує властивості приладу в діапазоні низьких частот.
|
|
α IE |
|
|
1 - α |
IБ |
rБ |
IK |
|
||
|
|
rК (α-1) |
|
|
rE |
|
|||
UБЕ |
|
UKЕ |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.39 – Т-подібна еквівалентна схема БТ у ССЕ
Значення параметрів Т-подібних фізичних еквівалентних схем залежить від обраного режиму транзистора і не залежить від схеми його ввімкнення.
Безпосереднє вимірювання фізичних параметрів БТ неможливе, бо точка з’єднання опорів rÁ , rE і rK
121
знаходиться всередині кристала напівпровідника. Тому ці параметри розраховуються за допомогою формул, які зв’язують фізичні параметри з h -параметрами БТ (таблиця 3.5).
Таблиця 3.5
Пара- |
|
|
|
|
|
|
|
ССБ |
|
|
|
|
|
|
ССЕ |
|
|
|
ССК |
||||||||||||||
метр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h11 |
|
|
|
rE rÁ (1 ) |
|
|
rÁ |
|
rE |
|
|
rÁ |
|
|
rE |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|||||||||||
h12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
rÁ |
|
|
|
|
|
|
|
|
rE |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
rK |
|
|
|
|
|
rK (1 ) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
h22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rÅ |
|
|
|
|
|
rK (1 ) |
|
|
rK (1 ) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Користуючись табл. 3.5, можна записати |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
h21Á |
|
|
h21E |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1 h21E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
r h |
|
h12Á (1 h21Á ) |
|
h12E |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
E |
11Á |
|
|
|
|
|
|
h22Á |
|
|
|
|
h22E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
r |
1 |
|
|
1 h21Å |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
K |
h22 Á |
|
|
|
|
|
h22 Å |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
h21Á |
|
h11E |
h12 E (1 h21E ) |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
rÁ rÁ rÁ |
|
h22 Á |
|
|
|
|
h22 E |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Фізичні параметри БТ залежать від режиму роботи і температури. Розглянемо залежності, що ґрунтуються на таких формулах:
122
r |
kT |
(для Т = 300К |
r |
0, 026 |
), |
(3.52) |
Å |
qIE |
|
Å |
IE |
|
|
|
|
|
|
|||
|
rÁ |
|
rÅ |
, |
|
(3.53) |
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
1 |
|
|
|
|||
rÊ |
|
U ÊÁ |
|
, |
(3.54) |
|||
|
ÊÏ |
(1 )IÅ |
||||||
|
|
|
|
|||||
1 |
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
, |
|
(3.55) |
||||
2 |
|
|||||||
|
|
|
|
2Lp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Än |
np |
K |
|
|
|
|
|
|
Än |
E |
np |
E |
|
|
|
Ä p |
Á |
np |
Á |
|
|
|||||||||||
I |
|
qÏ |
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. (3.56) |
|||||||||||||
ÊÁ0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
ÊÏ |
LnK |
|
|
|
|
|
|
|
LnE |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lp Á |
|
|
|
|||||||||||||||
Залежність фізичних параметрів БТ від емітерного |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
струму показана на рисунку 3.40. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
rЕ ,Ом |
|
|
rБ ,Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
rК , кОм |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U КБ 5В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
80 |
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
rБ |
|
|
|
60 |
|
|
|
1600 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
800 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
rЕ |
|
rК |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
IЕ , мА |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Рисунок 3.40 – Залежність фізичних параметрів БТ від |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
емітерного струму |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Залежність |
опору |
|
|
ЕП |
|
|
|
|
rE |
від |
|
струму |
I Å |
|
описана |
||||||||||||||||||||||
формулою (3.52). Опір rK також обернено пропорційний до
123