Электроника в вопросах и ответах

Эти условия наиболее приближенны к реальным условиям работы транзистора в наиболее часто встречаемых схемах с биполярными транзисторами. Ведь биполярный транзистор в типовой схеме имеет относительно малое входное сопротивление и относительно большое выходное.

Основные зависимости четырехполюсника типа h можно получить путем замены его равноценной схемой замещения. В общем случае эквивалентная схема может иметь вид, изображенный на рис. 4.7, а; это схема с двумя источниками напряжения, причем очевидно, что e₂ определяющее выходное напряжение, зависит от u₁. Затем можно выполнить преобразования, вводя вместо источника напряжение е₂ источник тока i'₂ (рис. 4.7, б). При коротком замыкании выходной цепи (u₂ = 0) будет протекать ток, линейно зависящий (линейный четырехполюсник!) от тока i₁; если обозначим коэффициент пропорциональности через h₂₁, то получим i'₂ = h₂₁i₁. При размыкании входной цепи (i₁ = 0) имеем во входной цепи напряжение e₁, линейно зависящее от напряжения u₂. Обозначая коэффициент пропорциональности через h₁₂, получаем к₁ = h₁₂u₂. После введения дополнительных обозначений получим окончательную эквивалентную схему, представленную на рис. 4.7, в. На основании этого можем записать два уравнения четырехполюсника:

u₁ = h₁₁i₁ + h₁₂u₂;

i₂ = h₂₁i₁ + h₂₂u₂

в которых в качестве независимых переменных действуют входной ток i₁ и выходное напряжение u₂, т. е. смешанные, гибридные параметры или сокращенно h-параметры. Параметры четырехполюсника типа h достаточно легко определяются простыми методами измерений.

Выбор переменных i₁ и u₂ в качестве независимых переменных можно обосновать на примере усилителя рис. 4.3, а. Ток i₁ соответствует току базы, и он действительно является независимой переменной, управляющей диодом эмиттер — база в проводящем направлении. Напряжение u₁ = u_б является зависимой переменной в основном от t_б. Ток i₂ (= i_к) является регулируемым током, т. е. зависимым. Другой независимой переменной может быть только u₂ (= u_к); диод коллектор — база, смещенный в обратном направлении, должен управляться напряжением.

Рис. 4.7. Эквивалентная схема транзистора четырехполюсника:

_{а — с двумя источниками напряжения; б — с источником напряжения во входной цепи и источником тока в выходной цепи; в — с h-параметрами}

Каков смысл величины и обозначения параметров тока h ?

Как уже пояснялось выше, параметры типа h определяются для режима короткого замыкания (к. з.) на входе либо холостого хода (х. х.) на выходе. Смысл этих параметров и функций:

— входное сопротивление при к.з. на выходе,

т. е. входное сопротивление, измеренное при к.з. на выходе (u₂ = 0); h₁₁ отражает входное сопротивление и выражается в омах. Значение h₁₁ для низкочастотного транзистора может составить, например, 5 кОм.

— коэффициент обратной связи по напряжению при х.х.,

т. е. коэффициент, измеренный при х. х. на входе (i₁ = 0); h₁₂ выражается безразмерным числом. Значение h₁₂ для низкочастотного транзистора в схеме ОЭ может составлять, к примеру, 2·10^{– 4}.

 — коэффициент передачи тока при к.з., измеряемый при к. з. на выходе (u₂ = 0); h₂₁ представляется безразмерным числом. Значение h₂₁ для низкочастотного транзистора в схеме ОЭ может составлять, например, 300.

 — входная проводимость при х.х., измеренная при х. х. на входе (i₁ = 0); h₂₂ имеет размерность проводимости и выражается в сименсах. Значение h₂₂ для транзистора в схеме ОЭ может составлять, например, 30 Cм.

Используются также и другие обозначения параметров типа h и у: вместо индекса 11 — применяется индекс i (от английского Input — вход), вместо 22 — индекс о (output — выход), вместо 12 — индекс г (reverse — обратный), вместо 21 — индекс f (forward — прямой).

Параметры транзистора как четырехполюсника зависят от cxeмы, в которой работает транзистор. Для различения параметров в различных схемах включения применяются дополнительные индексы: Э — для схемы ОЭ; Б — для схемы ОБ; К — для схемы ОК.

Следовательно, получаем, например, h_i (= h₁₁), h_f (= h₂₁), h_fэ (= h_21э).

Параметрами типа h особенно часто пользуются в случае низкочастотных схем. С помощью h-параметров можно выразить такие параметры усилительной схемы (рис. 4.8), например усилителя, как входное и выходное сопротивления, усиление по току, напряжению и мощности. Например, усиление по току выражается как

K_i = i₂/i₁ = h₂₁/(1 + h₂₂R_II)

Рис. 4.8. Транзистор в виде четырехполюсника в схеме усилителя

Что такое y – параметры четырехполюсника?

Это параметры проводимостей транзистора, определяемые для режима к. з. на входе (u₁ = 0) или на выходе (u₂ = 0). Близкие условия обычно имеют место в транзисторных схемах, работающих в диапазоне высоких частот с малыми сопротивлениями, и поэтому y– параметры широко используют при проектировании высокочастотных схем. Эквивалентная схема четырехполюсника (транзистора) с y– параметрами представлена на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Эквивалентная схема транзистора четырехполюсника с y– параметрами

Значения отдельных параметров следующие:

 — входная проводимость при к. з. на выходе цепи;

— проводимость обратной связи при к. з. на входе;

 — проводимость прямой передачи при к. з. на выходе цепи;