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)