Т - образная эквивалентная схема транзистора на высоких частотах

При анализе электрических схем в области высоких частот нельзя пренебрегать инерционными свойствами биполярного транзистора и емкостями переходов коллектор – база, эммитер – база. Поэтому при рассмотрении биполярного транзистора в схеме включения с общей базой в области высоких частот Т - образная эквивалентная схема трансформируется к виду, представленному на рис.13. В этом случае частотные свойства перехода эммитер – база учитываются введением емкости С_Э = С_ЭД + С_ЭБ, где С_ЭД – диффузионная емкость перехода эммитер – база, играющая основную роль при работе эммитерного перехода в прямом включении; С_ЭБ – барьерная емкость перехода эммитер – база, которая определяет величину С_Э при обратном смещении эммитерного перехода.

На рис.13 емкость С_К определяется барьерной емкостью перехода коллектор – база, так как коллекторный переход имеет обратное смещение. Величина С_К определяется по формуле

(24)

и зависит от модуля напряжения U_КБ, это связано с зависимостью ширины перехода коллектор – база от напряжения U_КБ:

, (25)

где l_КО – равновесная ширина электронно–дырочного перехода при U_КБ = 0; φ_КК – контактная разность потенциалов перехода коллектор – база; S_К – площадь коллекторного перехода.

 

Рис.13. Т - образная эквивалентная схема биполярного транзистора в схеме включения с общей базой на высоких частотах

 

На рис.13 введен генератор напряжения μ_ЭКU_КБ, который отражает наличие внутренней обратной связи в транзисторе. Величина μ_ЭК является коэффициентом обратной связи по напряжению и в соответствии с эффектом модуляции толщины базы находится из выражения

 

(10^-3 ÷ 10^-4). (26)

 

Остальные элементы рис.13 были определены ранее.

Параметры Т - образной эквивалентной схемы биполярного транзистора в схеме включения с общей базой связаны с соответствующими Н-параметрами следующими соотношениями:

 

; (27)

; (28)

; (29)

; (30)

; (31)

. (32)

 

Схема лабораторной установки

 

Лабораторная установка (рис.14) включает универсальный лабораторный стенд, в котором смонтирована схема для снятия статических характеристик транзисторов.

Прибор (мА) источника входного напряжения измеряет ток эмиттера (I _Э), а вольтметр (V) служит для измерения входного напряжения транзистора (U _ЭБ).

В выходной цепи прибор (мА) измеряет ток коллектора (I _К), а вольтметр V – напряжение между коллектором и базой (U _Кб).

Для повышения точности измерения входного напряжения во входную цепь целесообразно включить цифровой вольтметр (V1), а выходную цепь цифровой миллиамперметр.

 

Экспериментальная часть

 

4.1. Записать паспортные параметры исследуемого транзистора и зарисовать схему расположения его выводов.

4.2. Рассчитать и построить кривую допустимой мощности, рассеиваемой транзистором.

4.3. Собрать схему для исследования транзистора в схеме включения с ОБ.

4.4. Снять семейство входных характеристик для трех значений напряжения на коллекторе , -2 В, -10 В при комнатной температуре. При снятии входных характеристик задаваться током эмиттера и отмечать напряжение на эмиттере. Для удовлетворительного воспроизведения хода характеристик необходимо измерить не менее 7-9 точек, причем их максимальное число должно приходиться на самый нелинейный участок характеристики (табл.1).

4.5. Снять семейство выходных характеристик для четырех значений тока эмиттера , 4, 6, 8 мА при комнатной температуре. Выходные характеристики биполярного транзистора исследуются лишь в активном режиме его работы. При экспериментальных исследованиях необходимо поддерживать ток эмиттера постоянным и не допускать превышения максимально-допустимых значений тока коллектора I_{К МАКС}, напряжения коллектор-эмиттер U_{КЭ ДОП} и мощности Р_{К МАКС}. При этом следует использовать построенную ранее в п. 4.2 зависимость допустимой мощности Р_{К МАКС}, рассеиваемой коллектором биполярного транзистора. Чтобы снять выходную характеристику при токе , разомкнуть перемычку П4.

Таблица 1

Снятие входных характеристик

0В

	I Э, мА
	0,1	0,3	0,5
U Эб, В Т1=+22°С		0,055	0,09	0,105	0,13	0,16	0,21	0,23	0,26	0,28
U Эб, В Т2=+ 50°С		0,17	0,18	0,19	0,22	0,25	0,31	0,36	0,39	0,42

 

-2В

	I Э, мА
	0,1	0,3	0,5
U Эб, В Т1=+22°С		0,05	0,087	0,1	0,125	0,15	0,19	0,22	0,25	0,27
U Эб, В Т2=+ 50°С			0,02	0,03	0,056	0,09	0,13	0,16	0,18	0,2

 

-10В

	I Э, мА
	0,1	0,3	0,5
U Эб, В Т1=+22°С		0,04	0,075	0,095	0,12	0,145	0,18	0,205	0,22	0,24
U Эб, В Т2=+ 50°С			0,02	0,03	0,06	0,09	0,12	0,145	0,16	0,175

 

Таблицы 2

Снятие выходных характеристик

 

0мА –Iэ

	Uкб, В
Iк, мА Т1=+22°С		0,	0,	0,	0,	0,
Iк, мА Т2=+ 50°С

 

4мА

	Uкб, В
Iк, мА Т1=+22°С	3,8	3,81	3,85	4,0	4,01	4,02
Iк, мА Т2=+ 50°С	3,9	3,95	3,98	4,1	4,2	4,3

 

6мА

	Uкб, В
Iк, мА Т1=+22°С	5,6	5,8	5,82	5,85	5,88	5,95
Iк, мА Т2=+ 50°С	5,7	5,95		6,2	6,3	6,4

 

8А

	Uкб, В
Iк, мА Т1=+22°С	7,5	7,58	7,62	7,88	7,93	7,97
Iэ, мА Т2=+ 50°С	7,6	7,8		8,15	8,2	8,3

 

Коэф усиление должен лежать до 0,98!!!!!!!!!!

 

 

При снятии характеристик при в рабочем режиме () вместо перемычек П2 и П4 поставить цифровые приборы в режиме измерения тока.

4.6. Исследуемый транзистор поместить в печь, предварительно разогрев до температуры 50°С. Через 5 минут повторить пункты 4.4, 4.5.