14. Эквивалентная схема замещения транзистора.

Схема замещения транзистора с общей базой

15. Представление транзистора в виде четырехполюсника.

Из всех возможных взаимосвязей входных и выходных величин четы­рехполюсника для транзисторов более подходящей является смешанная система, в которой за независимые принимаются входной ток I₁ и выход­ное напряжение U₂ (рис. 5.11,а). Величины U₁, I₂ - это функции первых двух величин:

Для полных значений токов и напряжений транзистор является не­линейной системой и уравнения (5.18) определяют координаты точки на статических характеристиках.

Малые приращения токов I для линейных участков связаны линейной зависимостью с приращениями U:

Производные, являющиеся коэффициентами в системе линейных уравнений (5.19), обозначают h₁₁, h₁₂, h₂₁ , h₂₂ (читаются h-один-один, h-один-два и т.д.).

Заменяя приращения малыми переменными составляющими u₁, i_{1 ,} U₂ i₂ можно вместо (5.19) записать общепринятую малосигнальную систему уравнений транзистора с h-параметрами, соответствующую линейному че­тырехполюснику (рис. 5.11,6):

Коэффициенты в (5.20), называемые h-параметрами, имеют следую­щий смысл:

h₁₁ - входное сопротивление при коротком замыкании на выходе,

H12 - коэффициент обратной связи по напряжению при холостом хо­де на входе,

h₂₁ - коэффициент передачи тока в прямом направлении при корот­ком замыкании на выходе,

h22 - выходная проводимость при холостом ходе на входе,

и определяются измерениями токов ii, i₂ и напряжениями м_ь м₂ во внешних выводах.

Эквивалентная схема с h-параметрам и. соответствующая системе уравнений (5.20), приведена на рис. 5.12. Направления токов соответству­ют принятым в теории четырехполюсников. Эквивалентная схема одина­кова для всех трех схем включения транзистора, но величины элементов схемы (величины h-параметров) будут разные. Поэтому для каждой схемы включения h-параметры снабжаются индексами: Б - для схемы ОБ, Э - для схемы ОЭ, К - для схемы ОК. Например, h_11Б ,h_21Э и т.д.

В справочниках приводятся h-параметры для схемы ОБ или ОЭ, измеренные в типовом режиме транзистора на низкой частоте (до 800 Гц). Пересчет h-параметров из одной схемы в другую производится по готовым формулам. Часть этих формул приведена в табл. 5.1.

16. Составной транзистор.

Составной транзистор  — объединение двух или более биполярных транзисторов с целью увеличения коэффициента усиления по току. Составной транзистор является каскадным соединением нескольких транзисторов, включенных по схеме с общим коллектором. Нагрузкой предыдущего каскада является переход база-эмиттер транзистора следующего каскада, то есть транзисторы соединяются коллекторами, а эмиттер входного транзистора соединяется с базой выходного. Кроме того, может использоваться нагрузка в виде резистора. Такое соединение рассматривают как один транзистор, коэффициент усиления по току которого при работе транзисторов в активном режиме приблизительно равен произведению коэффициентов усиления первого и второго транзисторов: Коэффициент усиления по току типичного составного транзистора, иногда называемый "супербетта", у мощных транзисторов равен ~1000 и у маломощных транзисторов ~50000. Это означает, что небольшого тока базы достаточно для того, чтобы составной транзистор открылся.

Достоинства составного транзистора: Высокий коэффициент усиления по току.

Недостатки составного транзистора:

• Низкое быстродействие, особенно перехода из открытого состояния в закрытое. По этой причине составные транзисторы используются преимущественно в низкочастотных ключевых и усилительных схемах.

• Прямое падение напряжения на переходе база-эмиттер почти в два раза больше чем в обычном транзисторе и составляет для кремниевых транзисторов около 1.2 — 1.4 В (не может быть меньше, чем удвоенное падение напряжения на p-n переходе).

• Большое напряжение насыщения коллектор-эмиттер, для кремниевого транзистора около 0.9 В (по сравнению с 0.2 у обычных транзисторов) для маломощных транзисторов и около 2 В для транзисторов большой мощности (не может быть меньше чем падение напряжения на p-n переходе плюс падение напряжения на насыщенном входном транзисторе).

Применение нагрузочного резистора R1 позволяет улучшить некоторые характеристики составного транзистора. Величина резистора выбирается с таким расчётом, чтобы ток коллектор-эмиттер транзистора VT1 в закрытом состоянии создавал на резисторе падение напряжения, недостаточное для открытия транзистора VT2. Таким образом, ток утечки транзистора VT1 не усиливается транзистором VT2, тем самым уменьшается общий ток коллектор-эмиттер составного транзистора в закрытом состоянии.

Кроме того, применение резистора R1 способствует увеличению быстродействия составного транзистора за счёт форсирования закрытия транзистора VT2.

В отличие от биполярных, полевые транзисторы не используются в составном включении. Объединять полевые транзисторы нет необходимости, так как они и без того обладают чрезвычайно малым входным током