Уравнения и параметры режима малых сигналов

Отклонения токов и напряжений от их значений в рабочей точке, возникающие при отклонении входных величин в ее окрестностях, называют токами и напряжениями режима малых сигналов. По определению:

u_бэ = U_бэ – U_бэА, i_б = I_б - I_бА, u_кэ = U_кэ – U_кэА, i_к = I_к – I_кА.

При линеаризации нелинейные зависимости заменяются на линейные, при этом в качестве характеристик вблизи рабочей точки используются касательные к этим точкам. Другими словами в качестве параметров соответствующих вольт-амперных характеристик выступают те или иные частные производные. Уравнения, описывающие свойства биполярного транзистора в режиме малых сигналов, представляются в следующем виде:

, .

Крутизна S описывает изменение тока коллектора при изменении напряжения база–эмиттер в рабочей точке. Ее определяют по наклону касательной в семействе передаточных характеристик (см. рис. 2.3).

Величина крутизны указывает, насколько резко меняется ток коллектора i_к в рабочей точке при изменении напряжения u_бэ:

.

Входное сопротивление малосигнального режима r_бэ показывает зависимость отклонений напряжения на участке база–эмиттер U_бэ от изменений тока базы I_б в рабочей точке и определяется величиной, обратной наклону касательной в семействе входных характеристик (см. рис. 2.4):

.

Выходное сопротивление малосигнального режима r_кэ описывает отклонение напряжения на участке коллектор–эмиттер U_кэ от изменения тока коллектора I_к в рабочей точке. Оно определяется обратной величиной наклона касательной в семействе выходных характеристик (см. рис. 2.2):

.

Обратная проводимость S_n представляет зависимость изменения тока базы I_б от отклонения напряжения на участке коллектор-эмиттер U_кэ в рабочей точке и является пренебрежимо малой величиной

.

Параметры малосигнального режима находят также по семействам характеристик, для чего строят касательные в рабочей точке и определяют их наклоны (рис. 2.9). На практике этим приемом почти не пользуются из-за ограниченной точности отсчетов, к тому же в спецификациях транзисторов, как правило, не приводятся семейства характеристик.

Рис.2.9. Определение параметров транзистора по его характеристикам