1. Перехідна характеристика. Залежність між струмами й напругами в транзисторі апроксимується нелінійними рівняннями експоненційних моделей напівпровідникових переходів (Еберса-Молла), на розв’язанні яких спільно з використанням графо-матричних методів аналізу, зокрема, методу змінних стану ґрунтуються прикладні програми розрахунку статичних та динамічних характеристик нелінійних кіл на ЕОМ. Проте для з'сування спрощених якісних співвідношень між характеристиками схеми і її первинними параметрами вдаються до застосування лінеаризованих методів, припускаючи на кожному етапі перехідних процесів параметри транзистора сталими, що дорівнюють усередненому їх значенню в певному діапазоні струмів та напруг. У ключовому режимі ними є параметри великого сигналу, якими надалі й користуватимемося без додаткових застережень.
Аналіз динамічних характеристик ТК, як і складніших схем, можна спростити за допомогою узагальнених матричних методів вузлових напруг або колових струмів [8], які, на відміну від методу заряду, оперують з паспортними, фізичними параметрами транзистора.
Для аналізу за узагальненим методом вузлових напруг зручно скористатися гібридною схемою заступлення транзистора (рис. 3.7,а). Така схема, спрощена для високих частот, тобто швидких перехідних процесів, характеризується параметрами:
gб=1/rб,
де rб – об’ємний опір бази;
(3.16)
– вхідний адмітанс (повна провідність) відносно внутрішнього вузла б';
Cе,Ск – ємності відповідно емітерного та колекторного переходів;
(3.17)
– керувальна провідність або крутість, яка враховує підсильність транзистора (тут rе=jт/Iе» 26/Iе Ом, jт » 26 мВ – тепловий потенціал за температури Т=300°К=27°С; Iе – емітерний струм, мА).
Враховуючи, що для схеми зі спільним емітером вхідний резистанс (активний опір на низьких частотах)
Rвх е=rб+(h21е+1)rе=rб+1/gб`е,
маємо в (3.16), (3.17)
(3.18)
З (3.16) можна визначити також
(3.19)
звідки з урахуванням (3.18)
(3.20)
ta=re(Ce+Cк)=1/2pfa=1/2pmfт=1/60pfг2 rбCк, (3.21)
де tb=th21e, ta=th21б – сталі часу коефіцієнтів передачі відповідно h21e=b та h21б=a, що дорівнюють середньому часові життя неосновних носіїв заряду в базі та часові їх прольоту через базу відповідно; fb=fh21e, fa=fh21б – граничні частоти коефіцієнтів передачі h21e та h21б, при яких вони зменшуються в Ö2 рази відносно низьких частот; fт=|h21e|f – межова частота, на якій модуль коефіцієнта підсилення |h21e|=1; fг – максимальна частота генерації, на якій коефіцієнт підсилення за потужністю дорівнює одиниці; коефіцієнт m=1,2 для бездрейфових або m=1,6 для дрейфових транзисторів; rбСк – стала зворотного зв’язку на високій частоті.
Еквівалентну схему ТК (рис. 3.7,б) за змінним струмом для спрощення зобразімо відносно внутрішнього вузла транзистора б/, в якій до складу резистора R=Rб+Rд+rб крім зовнішнього опору Rб включено також опори джерела сигналу Rд та бази транзистора rб, або R » Rб, якщо Rб»Rд+rб. З урахуванням гібридної схеми заступлення транзистора (див. рис. 3.7, а) еквівалентна схема ТК набуває вигляду рис. 3.7,в, де позначено G=1/R, Gк=1/Rк та за допомогою додаткового вузла 4 послідовно з опором Rк штучно введено провідність Y¥ (яка закорочує вузол 4 з базисним полюсом 0), аби скористатися спрощеною формулою для визначення коефіцієнта передачі за струмом [8]
З урахуванням того, що стандартні напрямки струмів Iвх, Iвих схеми як чотириполюсника (пунктир) пов’язані зі струмами транзистора: Iвх(p)=Iб(p), Iвих(p)=-Iк(p), та номерів вхідного а=1 і вихідного b=4 вузлів, вираз для коефі- цієнта передачі набуває вигляду:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.