Параметры биполярных транзисторов

Все рассмотренные выше рассуждения касались работы транзистора при постоянных напряжениях и токах его элек­тродов. При работе транзистора в усилительных схемах важ­ную роль играют переменные сигналы с малыми амплиту­дами. Свойства транзистора в этом случае определяются так называемыми мало сигнальными параметрами.

На практике наибольшее применение получили h -параметры. Буква h является первой буквой латинского слова hybryd, что означает смешанный. Поэтому h -параметры называют также гибридными, или смешанными. Такое назва­ние эти параметры получили вследствие того, что одни из них имеют размерность проводимости, другие — сопротив­ления, а третьи вообще безразмерные. Кроме h -параметров используются также y- параметры и z -параметры. Все у -параметры имеют размерность проводимости, а все z -параметры — размерность сопротивлений. Однако их измерение сопря­жено со значительными практическими трудностями, в то время как h -параметры измеряются сравнительно легко.

Всего h -параметров четыре: h ₁₁, h _12, h ₂₁, h ₂₂.Их значения зависят от схемы включения транзистора и режима его ра­боты (т. е. от выбора рабочей точки). Измерение и расчет h -па­раметров осуществляют на основании следующих формул:

— выходное сопротивление, измеряется в омах (Ом);

A U

— коэффициент обратной связи по напряжению, без­размерная величина;

— коэффициент прямой передачи по току, безразмерная величина;

— выходная проводимость, измеряется в сименсах (См).

Все h -параметры можно определить по статическим ха­рактеристикам. При этом параметры h₁₁ и h ₁₂ определяются по входным, а параметры h ₂₁ и h ₂₂ — по выходным характе­ристикам. Для указания схемы включения к цифровым ин­дексам h -параметров добавляются буквенные: б — если тран­зистор включен по схеме ОБ; э — если транзистор включен по схеме ОЭ. Приращения токов и напряжений для задан­ной рабочей точки А должны учитывать конкретную схему включения БТ.

Для точки А, указанной на семействах входных (рис. 38, а) и выходных (рис.38, 6)

Рис. 38. Определение статических h -параметров БТ по ста­тическим характеристикам

характеристик БТ, включен ного по схеме ОЭ, расчетные формулы для определения h -параметров примут вид:

Аналогичным образом определяются h -параметры для схемы ОБ.

При определении параметров h ₁₂и h ₂₁ необходимо токи и напряжения подставлять в формулы в одинаковых единицах измерения.

Параметр h ₂₁₆ называют коэффициентом передачи тока в схеме ОБ, а параметр h _21з — коэффициентом передачи тока в схеме ОЭ. В отличие от статических коэффициентов пере­дачи h _21Б и h _21Eопределяемых как отношения выходного тока к входному в схемах ОБ и ОЭ, параметры h _21Б и h _21Эопреде­ляются как отношения изменений выходных токов к выз­вавшим их изменениям входных токов. Другими словами, параметры h ₂₁₆ и h _2lЭ характеризуют усилительные свойства транзистора по току для переменных сигналов.

Частотные свойства биполярных транзисторов

Параметры транзистора зависят не только от режима ра­боты, но и от частоты усиливаемых сигналов. Так, с увели­чением частоты коэффициент передачи тока базы h _2lЭ умень­шается по абсолютному значению или по модулю. Модуль коэффициента h _2lЭ обозначают в виде | h _2lЭ |. Частота, на кото­рой | h _2lЭ,| уменьшается в √2 раза по сравнению с его значе­нием на низкой частоте, называется предельной частотой передачи тока базы и обозначается f_{h 21Э}. Частота, на которой | h _2lЭ | уменьшается до 1, называется граничной и обозначает­ся f _гр, (или f г). Частоты f_{h 21Э} и f _гр связаны между собой соотношением f _гр = f_{h 21Э}| h _2lЭ |.

При работе транзистора на частотах, превышающих f_{h 21Э} усилительные свойства транзистора уменьшаются вплоть до частоты f _гр. На частотах, превышающих f _гр, транзистор вооб­ще перестает усиливать. Поэтому знание частот f_{h 21Э} или f _гр позволяет судить о возможности работы транзистора в за­данном диапазоне частот.

В справочниках по полупроводниковым приборам для транзисторов обычно указываются модуль коэффициента передачи тока базы | h _2lЭ | и частота f, на которой определено его значение. По этим данным легко определить граничную частоту: f _гр ⁼f | h _2lЭ |. Например, для транзистора типа ГТ320Б h _2lЭ = 6 на частоте f = 20 МГц. Следовательно, граничная частота этого транзистора f _гр = 20-6 = 120 МГц.

ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ (ПТ)

Падевой транзистор (ПТ) — это полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены дви­жением основных носителей заряда одного знака через проводящий канал и который управляется электрическим по­лем, создаваемым входным напряжением.

Управляющий электрод ПТ называется затвором. Он должен быть изолирован от канала. По способу изоляции затвора ПТ делятся на три типа:

1) с управляющим р-п -переходом, или с р-п затвором;

2) с металлополупроводниковым затвором, или с зат­вором Шоттки;

3) с изолированным затвором.