Параметры транзисторов

След.: Униполярные (полевые) транзисторы Выше: Биполярные транзисторы Пред.: Статические характеристики транзисторов Содержание

Параметры транзисторов

Для оценки свойств полупроводниковых триодов, помимо характеристик, применяются характеристические (или эквивалентные) параметры. Они представляют собой величины, показывающие зависимость между малыми изменениями токов и напряжений в приборе.

При этом транзистор рассматривается как активный четырехполюсник, на входе которого действует напряжение $ U_1$ и ток $ I_1$ , а на выходе -- напряжение $ U_2$ и ток $ I_2$ (рис.38). Направление токов и напряжений принято таким, как показано на рисунке.

Вообще, любые два из четырех переменных $ I_1$ ; $ I_2$ ; $ U_1$ и $ U_2$ могут быть выбраны в качестве независимых. Возможны шесть различных вариантов выбора, однако практическое распространение получили только три. При выборе независимыми переменными $ U_1$ и $ U_2$ получаем систему так называемых —параметров, имеющих размерность проводимости; при выборе $ I_1$ и $ I_2$ -- систему —параметров, имеющих размерность сопротивления, и при выборе $ I_1$ и $ U_2$ получаем систему $ H$ —параметров (смешанную).

Рис. 38

Наибольшее практическое применение получила система $ H$ —параметров, поэтому системы —параметров и —параметров здесь не рассматриваются.

В системе $ H$ —параметров

$\displaystyle \left\{\begin{array}{rcl} U_1& =& f_1(I_1;U_2) ,\\ I_2& =& f_2(I_1;U_2) . \end{array}\right.$

Для постоянных значений токов и напряжений можно записать:

$\displaystyle \left\{\begin{array}{rcl}U_1 & = & H_{11}I_1 + H_{12}U_2 ,\\ I_2 & = & H_{21}I_1 + H_{22}U_2 . \end{array}\right.$

Для оценки бесконечно малых амплитуд переменных продифференцируем эти выражения по $ I_1$ и $ U_2$ и получим:

$\displaystyle \left\{\begin{array}{rcl} dU_1& = & {\partial U_1\over\partial I_... ...isplaystyle\partial I_2\over\displaystyle\partial U_2}dU_2 .\end{array}\right.$

Обозначим:

${\displaystyle\partial U_1\over\displaystyle\partial I_1}=H_{11}\vrule height0pt depth12pt width0.pt$ -- входное сопротивление при коротком замыкании

на выходе по переменной составляющей ( $ dU_2=0$ );

${\displaystyle\partial U_1\over\displaystyle\partial U_2}=H_{12}\vrule height0pt depth12pt width0.pt$ -- коэффициент обратной связи по напряжению

при холостом ходе на входе ( $ dI_1=0$ );

${\displaystyle\partial I_2\over\displaystyle\partial I_1}=H_{21}\vrule height0pt depth12pt width0.pt$ -- коэффициент усиления по току при коротком

замыкании на выходе ( $ dU_2=0$ );

${\displaystyle\partial I_2\over\displaystyle\partial U_2}=H_{22}\vrule height0pt depth12pt width0.pt$ -- выходная проводимость при холостом ходе

на входе ( $ dI_1=0$ ).

На низких частотах рассматриваемые параметры имеют активный характер и не зависят от частоты, поэтому они могут определяться по статическим характеристикам и соответственно обозначаются:

$h_{11}={\displaystyle\Delta U_1\over\displaystyle\Delta I_1}$ -- входное сопротивление при коротком замыкании

по переменной составляющей на выходе ( $\Delta U_2=0$ );

$h_{12}={\displaystyle\Delta U'_1\over\displaystyle\Delta U_2}$ -- коэффициент обратной связи по напряжению

при холостом ходе на входе ( $\Delta I_1=0$ );

$h_{21}={\displaystyle\Delta I'_2\over\displaystyle\Delta I_1}$ -- коэффициент усиления по току при коротком

замыкании на выходе ( $\Delta U_2=0$ );

$h_{22}={\displaystyle\Delta I_2\over\displaystyle\Delta U_2}$ -- выходная проводимость при холостом ходе

на входе ( $\Delta I_1=0$ ).

Необходимые для расчета параметров величины $\Delta U_1$ ; $\Delta I_1$ ; $\Delta U_2$ ; $\Delta I_2$ при выбранной схеме включения и выбранной рабочей точке определяются по двум любым семействам статических характеристик (рис.36 и 37).

В справочниках приводятся параметры транзистора для какой-либо одной схемы включения. Для расчета параметров в другой схеме пользуются переходными формулами (таблицаB).

Параметры транзисторов сильно зависят от условий внешней среды (температура, радиация, электрические и магнитные поля) и имеют большой разброс.

Таблица B

Ориентировочные значения —параметров транзисторов для различных схем включения указаны в таблицеC.

Таблица C

ЯГПУ, Отдел образовательных информационных технологий
2019-11-22

${\displaystyle\partial U_1\over\displaystyle\partial I_1}=H_{11}\vrule height0pt depth12pt width0.pt$	--	входное сопротивление при коротком замыкании
		на выходе по переменной составляющей ( );
${\displaystyle\partial U_1\over\displaystyle\partial U_2}=H_{12}\vrule height0pt depth12pt width0.pt$	--	коэффициент обратной связи по напряжению
		при холостом ходе на входе ( );
${\displaystyle\partial I_2\over\displaystyle\partial I_1}=H_{21}\vrule height0pt depth12pt width0.pt$	--	коэффициент усиления по току при коротком
		замыкании на выходе ( );
${\displaystyle\partial I_2\over\displaystyle\partial U_2}=H_{22}\vrule height0pt depth12pt width0.pt$	--	выходная проводимость при холостом ходе
		на входе ( ).

$h_{11}={\displaystyle\Delta U_1\over\displaystyle\Delta I_1}$	--	входное сопротивление при коротком замыкании
		по переменной составляющей на выходе ( $\Delta U_2=0$ );
$h_{12}={\displaystyle\Delta U'_1\over\displaystyle\Delta U_2}$	--	коэффициент обратной связи по напряжению
		при холостом ходе на входе ( $\Delta I_1=0$ );
$h_{21}={\displaystyle\Delta I'_2\over\displaystyle\Delta I_1}$	--	коэффициент усиления по току при коротком
		замыкании на выходе ( $\Delta U_2=0$ );
$h_{22}={\displaystyle\Delta I_2\over\displaystyle\Delta U_2}$	--	выходная проводимость при холостом ходе
		на входе ( $\Delta I_1=0$ ).