 |
|
Схемы замещения транзисторов
Из статических вольт-амперных характеристик, связывающих постоянные напряжения и токи на входе и выходе следует, что биполярные и, в общем случае, полевые транзисторы являются нелинейными приборами. Однако, рассматривая переменные напряжения и токи малых амплитуд как малые приращения постоянных составляющих токов и напряжений, вводят дифференциальные (динамические) параметры транзисторов, которые устанавливают линейную связь между малыми изменениями токов и напряжений на входе и выходе транзисторов. В таком малосигнальном приближении транзистор можно представить в виде активного линейного четырехполюсника.
Например, рассматривая токи базы и коллектора биполярного транзистора как функции двух переменных 
, 
: 
, 
, малые приращения этих токов можем записать, в соответствии с формулой разложения функции двух переменных в ряд Тейлора, в виде
(3.3)
Представив малые приращения напряжений и токов как комплексные амплитуды слабых гармонических сигналов, т.е. 
и 
, систему дифференциальных уравнений (3.3) запишем в 
- параметрах
(3.4)
Из сравнения систем уравнений (3.4) и (3.3) можно видеть, что комплексные проводимости являются динамическими (дифференциальными) параметрами, описывающие реакцию транзистора на воздействие переменными напряжениями.
Мы будем рассматривать работу транзисторных схем на достаточно низких частотах, поэтому динамические проводимости транзистора будем считать чисто активными
– входная проводимость;
– взаимная проводимость обратной передачи;
– крутизна (взаимная проводимость прямой передачи); 
– внутренняя проводимость.
С учетом того, что в транзисторе обратная передача практически отсутствует 
, система уравнений (3.4) примет вид
(3.5)
Система уравнений (3.5) формально описывает электрическое состояние биполярного транзистора при воздействии сигналами малой амплитуды, и ей можем поставить с соответствие эквивалентную схему (рис. 3.14). В связи с этим при анализе схем в линейном режиме усиления биполярный транзистор будем замещать его эквивалентной схемой, представленной на рис. 3.14.
Рис. 3.14. Формальная эквивалентная схема замещения биполярного транзистора в системе 
параметров
Электрическое состояние полевых транзисторов описывается системой уравнений, подобной системе (3.5)
(3.6)
Физический смысл динамических параметров полевых транзисторов такой же, как и для биполярного транзистора
– крутизна, 
– внутренняя проводимость, а так как в них ток затвора практически отсутствует 
, то 
и 
.
Как следует из системы уравнений (3.6), полевым транзисторам при воздействии сигналами малой амплитуды будем ставить с соответствие эквивалентную схему замещения, представленную на рис. 3.15.
Для описания схем на полевых транзисторах воспользуемся однотипной системой Y-параметров.
Рис. 3.15. Формальная эквивалентная схема замещения полевых транзисторов
в системе 
параметров
Использование этих дифференциальных параметров позволяет представить транзистор для переменных сигналов в виде эквивалентной схемы замещения. Применение эквивалентных схем замещения транзисторов позволяет использовать методы теории электрических цепей при анализе транзисторных схем, что значительно упрощает их анализ и инженерный расчет.