14.2. СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА
Для расчета малосигнального режима в электронной цепи, в котором рассматриваются только переменные составляющие токов и напряжений, используются схемы замещения транзистора. В области низких и средних частот описание транзистора системой гибридных уравнений приводит к резистивной схеме рис. 14.4, а. Распространена также одногенераторная схема (рис. 14.4, б). Параметры первой схемы непосредственно выражаются через H-параметры транзистора.
Рис. 14.4
Определим связи между параметрами одногенераторной схемы и гибридными параметрами, рассматривая режим короткого замыкания на выходе () в схеме рис. 14.4, б. Входное напряжение складывается из суммы падений напряжения на Rб и параллельно включенных Rэ и Rк. Сумма токов, протекающих в параллельных ветвях, равна (b + 1)İ1, и поэтому . Так как при коротком замыкании на выходе из системы H-уравнений следует , то параметры обеих схем связаны соотношением, приведенным в табл. 14.1. Выходной ток İ2 в рассматриваемом режиме определяется разностью . Отсюда следует, что . Поэтому выходной ток при коротком замыкании на выходе ( ) равен или . Отсюда имеем соотношение для H21 (см. табл. 14.1). Две другие связи определим из рассмотрения режима холостого хода на входе. В этом случае при İ1 = 0 ток управляемого источника в схеме на рис. 14,4, б отсутствует, и она содержит только пассивные элементы. При питании цепи со стороны выходных зажимов ток İ2 протекает через элементы Rк и Rэ. Поэтому значение выходного тока равно , а на входе имеем напряжение, определяемое падением на Rэ: . Сопоставление полученных связей с H-уравнениями в режиме холостого хода на входе: , дает возможность определить выражения для H12 и H22, приведенные в Табл. 14.1.
Таблица 14.1
H-параметры |
Параметры одногенераторной схемы |
|
В общем случае | При H12 = 0 | |
H11 = Rб + (1+b) H12 = H21 = b – (1 + b) |
Rб = H11 –H12(H21 + 1)/H22 Rэ = H12/H22 Rк = (1 – H12)/H22
|
Rб = H11 Rэ = 0 Rк = 1/H22 b = H21 |
Обратные соотношения, выражающие параметры одногенераторной схемы через H-параметры, найдем, разрешая систему первого столбца таблицы относительно Rб, Rэ, Rк и b. Это дает результаты, приведенные во втором столбце таблицы.
При пренебрежении малым параметром H12 все связи существенно упрощаются, и возможно отождествление отдельных параметров одногенераторной схемы с H-параметрами. Соответствующая схема замещения показана на рис. 14.5, а.
Рис. 14.5
Учитывая соотношения между параметрами H11 << 1/H22, можно принять более простую модель транзистора с нулевой выходной проводимостью H22 = 0 (рис. 14.5, б). В еще более приближенной модели отсутствует входное сопротивление (H11 = 0). Такое идеализированное описание транзистора приводит его схему замещения к идеальному источнику тока, управляемому входным током (рис. 14.5, в).