Дифференциальные параметры биполярного транзистора в статическом режиме
Статические характеристики и их семейства наглядно связывают постоянные токи электродов с постоянными напряжениями на них: Однако часто возникает задача установить количественные связи между небольшими изменениями (дифференциалами) этих величин от их исходных значений. Эти связи характеризуют коэффициентами пропорциональности – дифференциальными параметрами.
При рассмотрении статических характеристик мы попутно ввели определения и названия h-параметрам, которые можно найти по этим характеристикам (коэффициент передачи входного тока h21, коэффициент обратной передачи h12, выходная проводимость h22 и входное сопротивление h11). Названия и обозначения этих параметров взяты из теории четырехполюсников для переменного тока. Приращения статических величин в нашем случав имитируют переменные токи и напряжения.
Рассмотрим процедуру введения дифференциальных параметров БТ на примере наиболее распространенных h-параметров, приводимых в справочниках по транзисторам. Для введения этой системы параметров в качестве независимых переменных при описании статического режима берут входной ток IВХ (IЭ или IБ) и выходное напряжение UВЫХ (UКБ или UКЭ):
UВХ = f1(IВХ,UВЫХ) (5.49)
IВЫХ = f2(IВХ,UВЫХ)
В этом случае полные дифференциалы:
dUВХ = (∂f1/∂IВХ)dIВХ + (∂f1/∂UВЫХ)dUВЫХ (5.50)
dIВЫХ = (∂f2/∂IВХ)dIВХ + (∂f2/∂UВЫХ)dUВЫХ
Частные производные в выражениях (5.50) и являются дифференциальными h-параметрами, т.е.
dUВХ = h11dIВХ + h12dUВЫХ (5.51)
dIВЫХ = h21dIВХ + h22dUВЫХ
Для схемы с общей базой
dUЭБ = h11БdIЭ + h12БdUКБ (5.52)
dIК = h21БdIЭ + h22БdUКБ
Эти уравнения устанавливают и способ нахождения по статическим характеристикам, и метод измерения h-параметров. Полагая dUКБ = 0, т.е. UКБ = const, можно найти h11Б и h21Б, а считая dIЭ = 0, т.е. IЭ = const, определить h12Б и h22Б.
Аналогично длясхемы с общим эмиттером можно переписать (5.51) в виде
dUБЭ = h11ЭdIБ + h12ЭdUКЭ (5.53)
dIК = h21ЭdIБ + h22ЭdUКЭ
Связь h-параметров со статическими характеристиками схем с ОБ и ОЭ и их физический смысл рассмотрены в § 5.3.
Кроме системы h-параметров широко используются система y-параметров и система z-параметров. В системе y-параметров за независимые переменные взяты напряжения, а токи являются их функциями. Потому вместо (5.49) следует писать
IВХ = f1(UВХ,UВЫХ) (5.54)
IВЫХ = f2(UВХ,UВЫХ)
В этом случае, повторяя прежние операции, получаем выражения
dIВХ = (∂f1/∂UВХ)dUВХ + (∂f1/∂UВЫХ)dUВЫХ
dIВЫХ = (∂f2/∂UВХ)dUВХ + (∂f2/∂UВЫХ)dUВЫХ
Заменяя частные производные последовательно на у11, у12, у21, у22, получим
dIВХ = y11dUВХ + y12dUВЫХ (5.55)
dIВЫХ = y21dUВХ + y22dUВЫХ
В системе z-параметров независимыми переменными являются и, а функциями – и. Очевидно, что
dUВХ = z11dIВХ + z12dIВЫХ (5.56)
dUВЫХ = z21dIВХ + z22dIВЫХ
На сверхвысоких частотах применяется система s-параметров, в которой используются волновые параметры линий передачи [28]; но здесь мы на ней не будем останавливаться.
В любой схеме включения транзистора (ОБ, ОЭ) от значений в одной системе параметров можно перейти к значениям в другой системе. Пересчетные формулы приводятся в справочниках и в учебной литературе, например в [11]. Кроме того, возможен пересчет параметров любой системы для выбранной схемы включения в такую же систему параметров другой схемы включения транзистора, например переход от h-параметров схемы с ОБ к h-параметрам в схеме с ОЭ.
Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 2676;