Линейные малосигнальные модели

В качестве малосигнальных моделей могут быть использованы эквивалентные схемы с дифференциальными h-, у- и z-параметрами, которые имеют формальный характер и в которых отсутствуют непосредственная связь с физической структурой транзистора. Например, эквивалентная схема для системы Н-параметров. Для анализа работы транзистора с малыми сигналами в окрестности рабочей точки удобным является метод с применением теории активных линейных четырехполюсников. В этом случае и сам транзистор и схема, в которой он работает могут быть представлены четырехполюсником с двумя парами входных и выходных зажимов

Такой линейный активный четырехполюсник можно описать различными способами и представить схемами замещения. Есть два подхода к такому описанию, а именно: с использованием внутренних параметров четырехполюсника и с использованием внешних (по отношению к источнику сигнала и нагрузке) параметров. В первом случае записываются уравнения, связывающие токи и напряжения непосредственно, независимо от назначения устройства. Во втором случае, параметры схемы замещения определяются условием работы и назначением устройства (усилитель тока, усилитель напряжения или мощности). Здесь важными являются такие параметры как коэффициенты передачи по току, напряжению или мощности, входное и выходное сопротивления. Их обычно определяют исходя из знания внутренних параметров четырехполюсника и его схемы замещения. Для четырехполюсников в принципе можно составить шесть систем из пар уравнений, связывающих входные и выходные токи и напряжения, коэффициентами которых являются соответствующие внутренние параметры. Для биполярного транзистора удобными системами являются системы h - и у - параметров. Уравнения линейного четырехполюсника в системе h - параметров имеют вид:

,

а в системе у-параметров:, где индекс 1 соответствует входной переменной, индекс 2 - выходной, а значок означает малые изменения соответствующих переменных, при которых транзистор можно считать линейным элементом. Из вышеприведенных систем уравнений следует, что входная зависимая переменная четырехполюсника зависит как от входной независимой переменной, так и от выходной независимой переменной, что свидетельствует о связи входа четырехполюсника с его выходом (обратная связь); а зависимая выходная переменная определяется как выходной независимой переменной, так и входной независимой переменной четырехполюсника. Таким образом, четырехполюсник характеризуется прямой - от входа к выходу, и обратной - от выхода к входу, передачей сигналов. Остановимся далее более конкретно на системе h - параметров. Каждый h - параметр имеет определенный физический смысл. Так, параметр h ₁₁ - это сопротивление, через которое течет входной ток i ₁ благодаря приложенному к нему напряжению u ₁; h ₁₂ - это параметр обратной передачи, он определяет, какая часть выходного напряжения передается во входную цепь; h ₂₁ - это параметр прямой передачи тока, он показывает, как передается в выходную цепь изменение тока во входной цепи; h ₂₂ - это проводимость, через которую течет выходной ток в результате приложенного выходного напряжения. Система уравнений позволяет представить линейный четырехполюсник в виде эквивалентной схемы (или схемы замещения), входная цепь которой определяется первым уравнением, а выходная - вторым уравнением системы. Действительно, первое уравнение описывает в виде второго закона Кирхгофа некоторую последовательную цепь, включающую в себя сопротивление h ₁₁ и источник напряжения u _экв = h ₁₂ u ₂. Второе уравнение системы описывает параллельную цепь в виде первого закона Кирхгофа, включающую в себя проводимость h ₂₂ и источник тока i _экв = h ₂₁ i ₁. Таким образом, активный линейный четырехполюсник может быть представлен в виде схемы замещения

Величины h -параметров четырехполюсника могут быть определены различными способами с помощью так называемых опытов холостого хода и короткого замыкания для переменных составляющих токов и напряжений. Так, опыт короткого замыкания на выходе ( u ₂ = 0) позволяет определить значения параметров h ₁₁ и h ₂₁, а опыт короткого замыкания на входе ( i ₁ = 0) дает возможность определить значения параметров h ₁₂ и h ₂₂. Для определения h - параметров могут быть также использованы физические схемы замещения транзисторов с известными параметрами, семейства их статических ВАХ в окрестности рабочей точки, а также эксперимент.

19. Неполярные транзисторы.

Транзистор-это полупроводниковый прибор предназначенный для усиления сигнала по мощности. Принцип действия неполярных транзисторв на носителях заряда только одного знака (электроны или дырки). Управление током осуществляется за счет изменения проводящего канала. Ток протекает под действием электрического поля. Униполярные приборы отличаются высокой техникой изготовления, хорошей воспроизводимостью параметров, Транзисторы отличаются большой плотностью упаковки. Относительная стоимость по сравнению с биполярными транзисторами невысока. Отличительная сторона- высокое вх сопротивление(главное отличие от биполярных транзисторов), управление полем а не вх током. Вх сигнал-сигнал напряжения. Униполярные транзисторы бывают с p-n переходом и с изолированным затвором.