Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [ 74 ] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Очевидно, что значения -параметров в схемах ОБ; и ОЭ будут различны. Установим связь параметров/iji, .... йгзвсхеме ОБ с параметрами Т-образной эквивалентной схемы на низких частотах, т.. е. пренебрегая емкостями и комплексностью а на рис 4-13 Задавая ток /э, полагая t/к = О на схеме рис. 4-13 и определяя величины t/g и /к, получаем:

=/111г,-ЬГб(1-а); (4-101 а)

= /1,

а-

к + -б

(4-1016)

Полагая теперь на рис. 4-13 ток /э = О (обрыв эмиттера по переменному току) и задавая t/к. получаем:

(4-lOlB) (4-101г)

С помощью формул (4-101) и учитывая соотношение (4-26), легко осуществить обратный расчет параметров к, Гк, г ц., rg по измеренным величинам йц, /igg:

21>

(4-102а) (4-1026)

(4-102В)

(4-102Г)

(4-102Д)

Частота переменных составляющих, при которой производятся измерения ft-параметров этим методом, должна быть достаточно низкой (обычно до 500 Гц). Следует также заметить, что расчеты по формулам (4-102в) -- (4-102д) оказываются весьма неточными, так как величины г, (Лк и rg определяются разностями почти одинаковых величин и малейшая погрешность при измерении /г-парамет-ров приводит К существенной погрешности в расчетах вплоть до получения отрицательных значений и rg. Поэтому сопротивление обычно рассчитывают по формуле (4-22), а сопротивление rg измеряют отдельно на достаточно высокой частоте (когда 1/соСк Гк), подставляя 1/соСк вместо Гк в формулу (4-101в) и считая [Лдк < wgCR. Коллекторную емкость тоже измеряют отдельно с помощью куметра. Параметр hi2, измеренный на той же высокой частоте, позволяет непосредственно определить из (4-101 в) постоянную времени xg = rgQ, которая вместе с граничной частотой характеризует частотные свойства транзистора [см. (4-65)]. Коэффициент [Лдк можно вычислить по формуле (4-26), зная величины Гэ, Гк и а.

На рис. 4-27 показана эквивалентная схема, соответствующая Л-системе. Она имеет много общего с Т-образной схемой на рис. 4-13 и совпадает с ней (за исключением обозначений) при rg = О, т. е. для идеального одномерного транзистора. Схема на рис. 4-27 сохра-



finer свою структуру при двух других включениях транзистора - ОЭ и ОК, хотя значения параметров при этом, конечно, 1еняются. Так, используя изложенную выше методику примени-ельно к рис. 4-24, получаем для схемы ОЭ:

(4-103а) (4-1036)

(4-103в) (4-103Г)

+0-С

-1 г-

Отсюда, как и в случае схемы ОБ, легко получить параметры Т-образной схемы по измеренным значениям h.

Сравнительная оценка. Из четырех рассмотренных эквивалентных схем (см. рис. 4-24, 4-25 и 4-27) имеет смысл сравнить только две: Т-образную (рис. 4-24) и гибридную П-образную (рнс. 4-25, б). Остальные дае неспецифичны для транзисторов и пригодны для любого активного четырехполюсника.

В литературе долгое время велись дискуссии по поводу относительных преимуществ Т- и П-образных схем. Сторонники П-образных схем (или как говорят, системы {/-параметров) делали попытки приписать Т-образной схеме принципиально большую погрешность в области высоких частот [67, 68]. Последнее, )азумеется, неверно, так как любые эквивалентные схемы с одинаковым числом степеней свободы (т. е. независимых параметров) равноценны, так ]}<е как четырехполюсники, описываемые разными системами параметров. Поэтому использование той или ийой корректной схемы есть вопрос удобства или других привходящих обстоятельств, но не принципа.

Использование П-образных схем обычно мотивировалось желанием сблизить методы расчета транзисторных и ламповых схем [69]. При этом имели в виду, что

основной параметр лампы - крутизна - имеет размерность проводимости, и поэтому стремились принять такую эквивалентную схему для транзистора, которая тоже состояла бы из проводнмостей, а активные (усилительные) свойства которой характеризовались бы крутизной. Однако, помимо того, что лампы уже давно утратили свое былое значение в качестве универсальных элементов электронных схем, следует вспомнить, что анодная цепь лампы характеризуется не проводимостью, а внутренним сопротивлением. Кроме того, в ламповой технике, как известно, имеют широкое распространение понятия входного и выходного сопротивлений каскада, сопротивления нагрузки и др. Таким образом, говоря о ламповой системе параметров , по существу имеют в виду только крутизну, а этого, конечно, недостаточно, чтобы специально приспосабливать параметры транзистора к ламповым.

Транзистор, будучи прибором, качествеино отличным от лампы. Требует соответственно и особых количественных характеристик. К ним Как раз и относятся Т-образные эквивалентные схемы, построенные на основе физических процессов в приборе, а не по какой-либо аналогии, которая по тем *wiH иным причинам считается желательной, но можег привести (и действительно Приводила) к формальным результатам. Б самом деле, если схема на рис. 4-2&, б

Рнс. 4-27. Эквивалентная схема транзистора как четырехполюсника с Л-параметрами.



еще сохраняет некоторую специфику транзистора, то классическая П-схема (см. рис. 4-25, с), к которой в конце концов переходят некоторые авторы [68, 69], полностью лишена этой специфики и применение ее для всех типов усилителей нельзя оправдать тем, что в некоторых частных случаях (нейтрализация резонансных усилителен) она оказывается несколько удобнее других. Что касается импульсных ключевых устройств, то для их анализа П-образная схема никем не используется; применять же для одного класса устройств (усилительных) одну эквивалентную схему, а для другого класса устройств (ключевых) - другую по меньшей мере неудобно. Заметим еще, что хотя параметры П- и Т-образной схем взаимосвязаны, но режимные и температурные зависимости параметров в последней проще, чем в первой. Достаточно указать на сложную структуру проводимости gg,j, а также на режимную зависимость крутизны и диффузионной емкости [через сопротивление т, см. (4-22)].

Приведенные соображения делают Т-образную схему предпочтительнее, хотя никаких принципиальных дефектов у П-образной схемы, разумеется, нет. Никакой принципиальной роли не играет также тo обстоятельство, что у одной из схем управляющей величиной служит ток, а у другой - напряжение, хотя с измерительной точки зрения задать напряжение на р-п переходе труднее, чём ток [см. замечания к формулам (2-37) н (2-38)], и это еще один аргумент в пользу Т-образной схемы.

4-9. СОБСТВЕННЫЕ ШУМЫ ТРАНЗИСТОРА

Собственные шумы в транзисторах, как и в других электронных приборах, разделяются на высокочастотные и низкочастотные [70]. Первые обусловлены дробовым эффектоми тепловыми флуктуациями в сопротивлениях слоев, вторые - поверхностными явлениями в области переходов.

Источники шумов. Д р о б о в о 11 шум, как известно, измеряется величиной

71 = 2?/А/, (4-104)

где / - ток, дискретная структура которого является причиной шума; А/ - полоса частот, в которой рассчитывается шум.

Из формулы (4-104) видно, что дробовой шум зависит только отдиапазона частот и не зависит отсредней частоты диапазона. Иначе говоря, спектр дробовых шумов является равномерным (так называемый белый шум ).

Тепловой шум измеряется величиной

i=4/feT/?A/. (4-105)

где, 7? - шумящее сопротивление; - эквивалентная э. д. с, включенная последовательно с этим сопротивлением.

Из формулы (4-105) видно, что тепловой шум, как и дробовой, является белым шумом , т. е. обладает равномерным спектром.

Низкочастотные (избыточные) шумы обычно обусловлены поверхностными явлениями и характерны тем, что их спектр неравномерен. В случае А/ / эти шумы можно записать в следующем виде:

. £ = Л, / . , (4-106)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [ 74 ] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.