Моделі транзистора у режимі малого сигналу (динамічний режим)
При аналізі роботи біполярного транзистора в якості підсилювального приладу, коли напруга база-емітер змінюється в часі періодично і амплітуда цієї напруги досить мала порівняно з еквівалентними схемами для такого сигналу доцільно лінеаризовувати. Такі еквівалентні схеми часто називають малосигнальними.
Тому транзистор у режимі малого сигналу можна розглядати як лінійний активний чотириполюсник (див. рисунок), для якого існують два рівняння, що зв'язують між собою фізичні величини:
Біполярний транзистор, як чотириполюсник.
У цих рівняннях дві змінні можуть бути незалежними, а дві інші виражатися через них. При цьому будуть потрібні чотири коефіцієнти, що грають роль незалежних параметрів.
Коефіцієнти в рівняннях чотириполюсника називаютьсяхарактеристичними параметрами.
Можливішістьспособів представлення функціональних залежностей між струмами та напругами транзистора:
Насправді найчастіше використовуютьсятривиду співвідношень:1),2),3).
- відповідає параметрам холостого ходу (z-параметри);
- відповідає параметрам короткого замикання (y-параметри);
- відповідає гібридним (змішаним) параметрам (h-параметри).
Визначаючи повні диференціали функцій із рівнянь 1),2),3) матимемо:
Вводячи нові позначення для приватних похідних, що мають розмірність опорів, та замінюючи диференціали струмів та напруг, отримаємо:
Z-параметри мають розмірність опорів.
З рівняння 2) отримаємо:
y-параметри мають розмірністьопорів.
З рівняння 3) отримаємо:
h-параметри – гібридні параметри.
– вхідний опір у режимі короткого замикання виходу; (за змінним струмом);
- Коефіцієнт зворотного зв'язку по напрузі при холостому ході на вході;
-Коефіцієнт передачі струму (коефіцієнт посилення) при короткому замиканні на виході;
- Вихідна провідність на холостому ході на вході.
Еквівалентна схема, що відповідає системі h-параметрів:
Між h-параметрами та параметрами транзистора, що відповідають Т-подібним еквівалентним схемам, існує певна залежність.
Для схеми з ПРО ця залежність виражається співвідношеннями:
Система h-параметрів називається гібридною (змішаною), оскільки одні h-параметри визначаються режимі х.х. на вході (I1=0), інші в режимі к.з. на виході (U2=0).
Температурні характеристики транзисторів.
Діапазон робочих температур, що визначається властивостями p-n-переходів, такий самий, як і у напівпровідникових діодів. Особливо сильно на роботу транзисторів впливає нагрівання і менш суттєво – охолодження.
При нагріванні особливо істотно впливає роботу транзистора надає зворотний некерований струм колектора (), значення якого за практичних розрахунках може бути отримано за відомою формулою «подвоєння».
Вплив струму у різних схемах включення по-різному.
При включенні за схемою ПРО:
Зміни (t ° C) - незначні, тому що. ,а
Тому (t°C) змінюється несуттєво.
При включенні транзистора за схемою з ОЕ маємо:
Залежність у схемі з ОЕ істотніша, ніж у схемі з ПРО, т.к. навіть при невеликих значеннях за нормальної температури - може матисуттєву залежність.
Особливо сильний прояв цієї залежності відбувається при струмах бази, порівнянних із змінними.
З міркувань випливає, що тому схема транзистора з ПРО має більш високу температурну стабільність, ніж схема з ОЕ.