ВОПРОС30.Температурные и частотные свойства транзисторов.

Диапазон рабочих температур транзисторов, определяемый свойствами р–n переходов, такой же, как и у полупроводниковых диодов. Особенно сильно на работу транзисторов влияет нагрев и менее существенно – охлаждение (до минус 60°С). Исследования показывают, что при нагреве от 20 до 60⁰ С параметры плоскостных транзисторов изменяются следующим образом: r_К падает примерно вдвое, r_Б– на 15–20 %, а r_Э возрастает на 15–20 %.
Особенно существенное влияние на работу транзистора при нагреве оказывает обратный ток коллекторного перехода, I_КБО. Для практических расчетов можно принять, что при повышении температуры на каждые 10°С ток I_КБО возрастает примерно вдвое.
Нестабильность режима работы транзистора, обусловленная током I_КБО, очень существенна, так как обратный ток коллектора в значительной степени влияет на токи эмиттера и коллектора, а, следовательно, на усилительные свойства транзистора. Наиболее часто для работы при повышенных температурах применяются кремниевые транзисторы. Предельная рабочая температура у этих приборов составляет 125... 150°С в то время как для германиевых транзисторов – около 60⁰С.
На частотные свойства транзисторов большое влияние оказывают емкости эмиттерного и коллекторного р–n переходов. С увеличением частоты емкостное сопротивление уменьшается и возрастает их шунтирующее действие. Как указывалось при составлении Т–образной эквивалентной схемы транзистора наиболее вредное влияние на работу транзистора оказывает емкость коллекторного перехода С_к, так как она стоит параллельно сопротивлению r_к, величина которого значительна. Поэтому нарушение распределения токов в выходных цепях, которое характерно для низких частот, начинает сказываться при более низких значениях частоты сигнала: ток зависимого источника b I_б вместо того чтобы поступать в нагрузку начинает замыкаться через емкость С_к.
Второй причиной ухудшения работы транзистора на высоких частотах является отставание по фазе переменного тока коллектора от переменного тока эмиттера. Это обусловлено инерционностью процесса прохождения носителей заряда через базу, а также инерционностью процессов накопления и рассасывания зарядов в базе. Хотя время пролета носителей через базу незначительное, порядка долей микросекунды, но на частотах порядка единиц – десятков мегагерц становится заметным сдвиг фаз между переменными составляющими токов I_э и I_к. Это явление иллюстрируется векторными диаграммами рисунка 2.9 при различных частотах сигнала.

ВОПРОС31. Биполярный транзистор как активный четырёхполюсник. H-параметры транзистора.

Четырехполюсником называется любое электрическое устройство, имеющее два входа и два выхода. Актив­ным четырехполюсником называется четырехполюсник, способный усиливать мощность. Представим транзистор в виде активного четырехпо­люсника (рис. 7.20).

Рис. 7.20. Представление транзи­стора, включенного по схеме с общим эмиттером, в виде четы­рехполюсника,

 

Присвоим входным току и напряжению индексы 1, а выходным напряжению и току индексы 2. Для транзисто­ров достаточно знать две любые переменные из четырех - U₁, I₁ и U₂, I₂, две остальные переменные можно найти по статическим характеристикам транзистора. Пере­менные, которые известны или же которыми задаются, называют независимыми, две другие переменные, которые можно определить, именуют зависимыми переменными.

В зависимости от того, какие из переменных будут выби­раться в виде независимых, можно получить разные системы параметров в режиме малого сигнала

Некоторые системы параметров

 

Независимая переменная I ₁, I₂ U₁, U₂ I₁, U₂

Зависимая переменная U₁, U₂ I₁, I₂ I₂, I₁

Система zy h

 

В системе h параметров в виде независимых пере­менных приняты входной ток и выходное напряжение. В этом случае зависимые переменные U₁ = f(I₁, U₂),

I₂ = f (I₁, U₂).

Тогда два основных уравнения, определяющие зависимые переменные должны иметь вид:

U₁ = I₁P + U₂Q