ЭП - эмиттерный переход, КП - коллекторный переход

При анализе свойств транзистора необходимо учитывать следующие факторы:

1. Для большинства электронных схем амплитудные параметры сигнала (U_m; I_m) намного меньше постоянных напряжений и токов (U₀; I₀) на электродах транзисторов. Это позволяет для малосигнальных режимов работы представить транзистор со сложной внутренней структурой линейнымиэквивалентными схемами (схемы замещения).

2. Поскольку для усиления сигнала транзистором используются два электрода (входной и выходной), то третий электрод будет являться общим для входного и выходного сигналов. Отсюда три схемы включения транзистора: с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК).

Свойства транзистора характеризуются параметрами, которые делятся на:

- физические (первичные или собственные);

- схемотехнические (вторичные или формальные);

- эксплуатационные (предельные и рабочие).

Физические параметры характеризуют внутренние свойства самого транзистора и практически не зависят от схемы его включения. Физический смысл этих параметров можно понять, представив транзистор полной Т-образной схемой замещения (Рис.5).

Рис.5. Т-образные схемы замещения транзистора: а) - с ОЭ, б) – с ОБ

Емкостью коллекторного перехода С_К (десятки-сотни пФ) для звуковых частот можно пренебречь.

r_Б – сопротивление базы (сотни Ом).

r_Э – сопротивление эмиттерного перехода (единицы-десятки Ом).

r_К– сопротивление коллекторного перехода для схемы с ОБ (сотни кОм).

r_к* = r_К ⁄ (1 + β) – сопротивление коллекторного перехода для схемы с ОЭ (десятки кОм).

α=I_К ⁄ I_Э – статический коэффициент усиления тока в схеме с ОБ.

β=I_К ⁄ I_Б – статический коэффициент усиления тока в схеме с ОЭ.

Основные соотношения в цепах электродов транзистора: I_Э = I_K + I_Б.

β=α ⁄ (1 - α)

- 7 –

Схемотехнические (вторичные) и физические (первичные) параметры взаимосвязанные между собой. Расчеты вторичных параметров основаны на том, что транзистор представляется в виде активного четырехполюсника (Рис.6).

Рис.6. Схемы активного четырехполюсника транзистора для схемы с ОЭ.

Наиболее удобной для анализа, расчёта и измерения параметров транзистора является система h – параметров. Уравнения четырёхполюсника в этой системе имеют вид:

U₁ = h₁₁I₁ + h₁₂U₂

I₂ = h₂₁I₁ + h₂₂U₂

Физический смысл h-параметров определяют следующим образом:

h₁₁ = U₁ ⁄ I₁ – входное сопрот-ение транзистора при коротком замыкании на выходе [Ом].

h₁₂ = U₁ ⁄ U₂ – коэф.внутрен. обр.связи транзистора в режиме холостого хода на входе.

h₂₁ = I₂ ⁄I₁ – коэффициент усиления по току при коротком замыкании на выходе.

h₂₂ = I₂ ⁄ U₂ - выходная проводимость транзистора в режиме холостого хода на входе [Сим].

h-параметры для схемы с ОЭ можно определить по статическим характеристикам транзистора или пересчитать через физические параметры по следующим формулам:

Эксплуатационные электрические (предельные и рабочие) параметры приводятся в справочниках (datasheet – документация, информационный лист). Ниже приведен пример основных параметров для высокочастотного кремниевого транзистора КТ315Б n-p-n структуры.

Электрические рабочие параметры.

Коэффициент передачи тока базы h_21Э = 25…100.

Постоянное напряжение коллектор – база U_КБ = 2 В.

Напряжение насыщения коллектор – эмиттер U_{КЭ Н}= 0,5 В.

Постоянный ток эмиттера I_Э = 20 мА.

Обратный ток коллектора I_0КБ = 1 мкА.

Граничная частота коэффициента передачи тока f_ГР = 120 МГц.

Емкость коллекторного перехода С_К = 5 пФ.

Емкость эмиттерного перехода С_Э = 20 пФ.

Предельные эксплуатационные параметры.

Максимально допустимый ток коллектора I_{К max} = 30 мА.

Максимально допустимый импульсный ток коллектора I_{К и max} = 60 мА.

Максимально допустимое напряжение коллектор – эмиттер U_{КЭ max} = 30 В.

Постоянное напряжение эмиттер – база при I_к = 0 U_0ЭБ = 4 В.

Постоянная рассеиваемая мощность коллектора P_{К max} = 225 мВт.

Предельная температура корпуса прибора T_{К max} = 125 °С.

- 8 -