Материал: Tverdotila_elektronika

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 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 , 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

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

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