го % в

д) Ig , МКА

гоо too

200 400 600 Оъ, MB -

Рис. 5.13. К определению параметров транзистора

Противлением, так как на низкой частоте требуется очень большая (тысячи микрофарад) емкость.

Определение малосигнальных параметров. Параметры зависят от выбранного режима транзистора. Режим задается подачей исходных напряжений смещения на эмиттерный и коллекторный переходы. Эти напряжения определяют положение исходной (рабочей) точки на статических характеристиках. Для выбранного режима малосигнальные параметры определяют по семействам входных и выходных характеристик.

Рассмотрим методику определения /г-параметров транзистора, включенного с ОЭ. По семейству выходных характеристик (рис. 5.13, а) в рабочей точке А определяем /i2i3 и Аагэ- Чтобы определить /г21э, находим приращение токов Д/о и Д/к между точками А и В при неизменном напряжении [/кэ=10 В:

А21Э =

(6-2,5) 10-3 (200 -100) 10-6

= 35.

Чтобы вычислить /г22э, изменяют напряжение на коллекторе на величину AUk и находят соответствующее ему приращение тока AV при неизменном токе базы 7бз=100 мкА, откуда

(2,5-2)10-3 15-5

0,5-10-3 10

= О, 05 А/В =5-10-5 См.

Параметры hn и hi2 определяют по характеристическому AACD, построенному в семействе входных характеристик (рис. 5.13, б), на которых рабочая точка А обозначена для того же режима, что и в семействе выходных характеристик.

По координатам точек Л и С" находят приращения Д/б и ДС/бэ при неизменном значении С/кэ=10 В, откуда

UtbC-UeA (450-300) 10-3 А/б f-oC-hA (233- 100)10--

Aii3 =

при Неизменном токе базы /бз= 100 мкА по точкам А и D вычисляют приращения ЛУбэ и AUa, откуда

бэр-бэл (450-300) 10-3 ,

2 Д£/,з С/-кз4-Скзз 15-10 •

Если вычислить удвоенные приращения токов и напряжений относительно координат рабочей точки, можно определить усредненные значения параметров. Недостатком малосигнальных параметров является их зависимость от способа включения транзистора в схему, что усложняет расчеты.

§ 5.7. Квазйстатический режим транзистора

Проанализируем работу транзистора в качестве усилительного элемента усилителя низкой частоты (рис. 5.14). Во входной цепи усилительного каскада включены: источник постоянного напряжения £э (определяющий исходный рабочий режим, т." е. рабочую точку) и переменное напряжение UcmSinbit усиливаемого сигнала. В выходной цепи действует источник постоянного напряжения Ек и включена нагрузка jRh- В отличие от статического режима, при котором некоторые из величин, определяющих режим, остаются неизменными, в квазистатическом нагрузочном режиме изменяются все токи и напряжения в цепях транзистора. На низких частотах параметры транзистора имеют активный характер и не зависят от частоты, поэтому анализ квазистатического режима можно вести по нагрузочным характеристикам.

Нагрузочные характеристики. Нагрузочные характеристики строят в семействе статических характеристик. Для коллекторной (выходной) цепи (на основании 2-го закона Кирхгофа) можно записать

Z- = /,/?„-fC/„6 или /, = ад„-С/кб/„. (5.32)

Уравнение (5.32) в координатах выходных характеристик = ф(кб) (рис. 5.15, а) описывает прямую, которую можно построить по точкам пересечения с осями координат. Так, при /к=0 напряжение ?7кб=£к= 20 В (точка Л): при кб = 0 ток Ik=EkIRu= = 20/(1 • 10) =20 мА (точка В). Соединив точки А и В прямой, получают нагрузочную характеристику выходной цепи. Нагрузочная

линия является геометрическим р-п-р местом точек, соответствующих

условию и /?н=const.

Для построения нагрузочной-бых" характеристики в семействе вход-0 0 J-IЧfя?s ных характеристик отмечают точ-ки 1, 2, 3,0, 4 я5 пересечения нагрузочной характеристики со ста-Рис. 5.14. Упрощенная схема усили- тическими коллекторными харак-теля на транзисторе с общей базой теристиками И определяют их КО-

-f---

Рис. 5.15. Работа транзистора в усилительном режиме

ординаты. Координатами точек являются напряжение {/б и ток Is. Например, для точки О это будет ток /оэ=12мА, а опуская из точки О перпендикуляр на ось абсцисс, находят численное значение другой координаты {/окб = 8 В. Аналогично определяют координаты других точек.По этим координатам в семействе входных характеристик /э = ф(/эб) наносят точки Г, 2\ 3, О, 4 и 5 (на рис. 5.15, б они не показаны, чтобы не затемнять чертеж). Соединяя данные точки плавной кривой, получают нагрузочную характеристику входной цепи.

Влияние напряжения f/кб на входной ток h мало, поэтому входные статические характеристики при различных {/кб идут на очень малых расстояниях друг от друга, почти сливаясь в начальной области. В связи с этим в справочниках обычно приводят одну входную характеристику, соответствующую номинальному значению f/кб. В практических расчетах входную нагрузочную характеристику (без большой погрешности) можно заменить этой статической входной характеристикой.

Обычно входная нагрузочная характеристика нелинейна, что может явиться одной из причин искажений усиливаемого сигнала. Для снижения нелинейных искажений следует уменьшить амплитуду входного сигнала Ucmsinoit (см. рис. 5.14) или использовать источник сигнала с высоким внутренним сопротивлением.

Выбор рабочего режима. Режим работы транзистора выбирают в пределах рабочей o6jjacTH входных и выходных характеристик. В семействе выходных характеристик (см. рис. 5.15, а) эта область ограничена допустимыми значениями тока /к макс напряжения f/кб макс и параболической линией максимально допустимой мощно-