Как известно, электровакуумные лампы обладают нелинейными

ВАХ. Теоретически вольт-амперная характеристика вакуумного диода подчиняется закону «степени трех вторых»:

i = a_лu^3/2, (1.7)

где a_л - коэффициент, зависящий от экземпляра лампы.

Электровакуумные стабилитроны и тиратроны имеют S–образные характеристики.

Лампы с сетками имеют несколько статических ВАХ, из которых в расчетах, чаще всего, используются выходные и проходные.

На рис.1.4 показаны: а) управляющие (анодно-сеточные) ВАХ и б) выходные (анодные) ВАХ электровакуумного триода, имеющие нелинейный характер.

Аналогично полупроводниковому диоду на ВАХ (рис.1.4) отмечены: линейный участок (А-Б), в котором можно считать крутизну неизменной (статической) и участки, где необходимо учитывать нелинейность, т.е. вычислять динамическую или среднюю крутизну. Т₁-Т₂ – рабочий участок, для которого показано графическое определение приращений тока и напряжения.

Рис.1.4. Статические ВАХ электровакуумного триода.

ВЫВОДЫ:

1. Статические вольт-амперные характеристики радиоламп имеют

нелинейный вид. Теоретическая зависимость тока от напряжения вы-полняется лишь при средних напряжениях.

2. Для приближенного расчета режимов работы НЭ графически

определяют крутизну по управляющим и выходным статическим ВАХ лампы.с учетом перепадов напряжения.

3. В расчетных формулах дифференциалы заменены приращения-

ми, определяемыми графически.

1.3. ВАХ биполярных транзисторов

Параметры биполярного транзистора (БТ) в режиме переменного сигнала называются дифференциальными. Они выведены из теории четырехполюсников в предположении слабых по амплитуде сигналов невысокой частоты (эти величин индивидуальны для каждого БТ).

Биполярный транзистор имеет семейства статических характеристик: входные и выходные. Для расчета динамического режима используются дифференциальные проводимости, уравнения которых для эквивалентной схемы с генераторами тока, имеют вид:

I_m1=g₁₁U_m1+ g₁₂U_m2; I_m2=g₂₁ U_m1+g₂₂U_m2, (1.8)

где:

I_m1 и U_m1 - амплитуды входного тока и входного напряжения, соответственно;

I_m2 и U_m2 - амплитуды выходного тока и выходного напряжения, соответственно;

g₁₁ - входная проводимость;

g₂₂ - выходная проводимость;

g₁₂ – проводимость обратной связи;

g₂₁ – проводимость управления (крутизна).

Уравнения (1.8) показывают, что входной ток I_m1 складывается из тока, созданного входным напряжением U_m1 на элементе схемы g₁₁, и тока, возникающего во входной цепи от напряжения U_m2 за счет обратной связи. Выходной же ток I_m2 складывается из усиленного тока: g₂₁ U_m1 и тока, создаваемого на элементе схемы g₂₂ напряжением U_m2. Таким образом, g₂₁ U_m1 - ток, учитывающий усиление БТ; а

g₁₂ U_m2 - ток, учитывающий обратную связь в БТ.

Графическим методом можно вычислить дифференциальные проводимости: g₁₁ и g₁₂ по входным ВАХ, а g₂₁ и g₂₂ - по выходным ВАХ. В зависимости от режима работы и требуемой точности каждая из проводимостей может быть динамической или средней.

Динамическая проводимость:

g_i = [U_maxcos( t + _u)]/ I_maxcos( t + _i).

Средняя проводимость:

g_ср = I_{max. ср} е^{j u} /U_max е^{j i}

Разложение в ряд Тейлора до третьего члена:

g_i = g₀ + g^/ (u–u₀) + g^//(u–u₀)²,

где:

g₀ – статическая проводимость (в точке покоя);

g^/, g^// – первая и вторая производные.

В этом приближении ток выражается через напряжение в виде:

i = (g₀ + ₁g^/ + ₂ g^//)u.

В простейшем случае ограничиваются первой производной разложения:

i = (g₀ + ₁g^/ )u.

Для переменной составляющей входного напряжения u =u–u₀, получим приближенно квадратичную зависимость тока от напряжения:

i = g₀u + g^/ (u )².

На рис.1.5 представлены входные статические ВАХ биполярного транзистора и отмечены линейные (А-Б) и нелинейные участки.

Рис.1.5. Входная ВАХ биполярного транзистора.

ВЫВОДЫ:

1. Все параметры биполярных транзисторов определяются по ста-

тическим входным, выходным и управляющим вольт-амперным ха- рактеристикам аналогично диодам

2. Стический и динамический режимы задаются амплитудой пере-

менного напряжения на входе биполярного транзистора: малый сигнал – статический режим; большой сигнал – динамический режим.

3. Основными параметрами являются дифференциальные прово-

димости, а также соответствующие им сопротивления.