Книга: Схемотехника аналоговых электронных устройств

2.4. Активные элементы УУ

2.4.1. Биполярные транзисторы

Биполярными транзисторами (БТ) называют полупроводниковые приборы с двумя (или более) взаимодействующими p-n-переходами и тремя (или более) выводами, усилительные свойства которых обусловлены явлениями инжекции и экстракции не основных носителей заряда.

 Для определения малосигнальных Y-параметров БТ используют их эквивалентные схемы. Из множества разнообразных эквивалентных схем наиболее точно физическую структуру БТ отражает малосигнальная физическая Т-образная схема. Для целей эскизного проектирования, при использовании транзисторов до (0,2...0,3) f_T (f_T — граничная частота усиления транзистора с ОЭ) возможно использование упрощенных эквивалентных моделей транзисторов, параметры элементов эквивалентных схем которых легко определяются на основе справочных данных. Упрощенная эквивалентная схема биполярного транзистора приведена на рис. 2.7.

Рисунок 2.7. Эквивалентная схема биполярного транзистора

Параметры элементов определяются на основе справочных данных следующим образом:

? объемное сопротивление базы r_б=?_ос/C_к,

где ?_ос — постоянная времени цепи внутренней обратной связи в транзисторе на ВЧ;

? активное сопротивление эмиттера r_э=25,6/I_э,

при I_э в миллиамперах r_э получается в омах;

? диффузионная емкость эмиттера C_эд=1/(2?f_Tr_э),

где f_T — граничная частота усиления по току транзистора с ОЭ, f_T=|h_21э|·f_изм ;

? коэффициент усиления тока базы для транзистора с ОБ ?=H_21э/[(1+H_21э)·(1+jf/f_T)],

где H_21э — низкочастотное значение коэффициента передачи по току транзистора с ОЭ.

? ?r =(0,5…1,5) Ом;

Таким образом, параметры эквивалентной схемы биполярного транзистора полностью определяются справочными данными H_21э,f_T(|h_21э|·f_изм),C_к,t_ос(r_б) и режимом работы.

Следует учитывать известную зависимость C_к от напряжения коллектор-эмиттер U_кэ:

По известной эквивалентной схеме не представляет особого труда, пользуясь методикой, изложенной в разделе 2.3, получить приближенные выражения для низкочастотных значений Y-параметров биполярного транзистора, включенного по схеме с ОЭ:

Y_11эНЧ = g ? 1/(r_б + (1 + H_21э)(r_э + ?r)),

Y_21эНЧ = S₀ ? H_21эg_э,

Y_12эНЧ ? 0,

Y_22эНЧ ? 0.

Частотную зависимость Y_11э и Y_21э при анализе усилительного каскада в области ВЧ определяют, соответственно, посредством определения входной динамической емкости C_вх.дин и постоянной времени транзистора ?.

Выражения для расчета низкочастотных Y-параметров для других схем включения транзистора получают следующим образом:

? дополняют матрицу исходных Y-параметров Y_э до неопределенной Y_н, а именно, если

то

? вычеркивают строку и столбец, соответствующие общему узлу схемы (б для ОБ, к для ОК), получая матрицу Y-параметров для конкретной схемы включения транзистора.

Оглавление книги