Схема замещения биполярного транзистора для малых приращений. 
Методика расчета схем с управляемыми источниками с учетом их частотных свойств

В схемы замещения для малых приращений часто вводят не сопротивления R_u, R_l2, R₂₁, R₂₂, которые рассматривались ранее, а некоторые расчетные сопротивления — сопротивления базы R₆, коллектора R_K, эмиттера R₃ и некоторый управляемый источник, ЭДС которого равна произведению тока управляемой цепи на расчетное сопротивление R_m. Значения R₆, R_K, R₃ и R_m определяют через R_u, R₁₂, R₂₁ и R₂₂.

Рассмотрим схему замещения транзистора, когда общим электродом является база (рис. 15.23, а). Входной ток в ней Д = i₃, выходной ток i₂ = -i_K (положительное направление для тока i₂ принято противоположным положительному направлению тока i_K на рис. 15.21, а). Схема на рис. 15.23, б заменяет схему на рис. 15,23, а для малых приращений.

Puc. 15.23.

По второму закону Кирхгофа составим уравнения для двух контуров схемы (см. рис. 15.23, б):

где ф_т — потенциал точки т; ф_д — потенциал точки q и т. д.

Сопоставляя (15.48) и (15.49) с (15.46) и (15.47), определим.

Последние уравнения дают возможность найти сопротивления К_б, R_K, R₃ и R_m по известным сопротивлениям R_n, R_u, R2i> R-22- Источник ЭДС R_mAi₃ введен в схему замещения (см. рис. 15.23, б) для того, чтобы учесть в расчете усилительное действие транзистора; ЭДС этого источника пропорциональна входному току.

Таким образом, для расчета малых приращений входных и выходных токов в нелинейной схеме (см. рис. 15.23, а), определения коэффициентов усиления и входных сопротивлений следует произвести расчет линейной схемы (см. рис. 15.23, б), подключив к ее входным зажимам источник малой, обычно синусоидальной, ЭДС, а к выходным зажимам — нагрузку R_H. Источник ЭДС R_mAi₃ в этой схеме является зависимым источником ЭДС.

В заключение остановимся еще на двух положениях.

1. В схемах замещения транзисторов вместо зависимого источника ЭДС и последовательно с ним включенного резистора часто используют зависимый источник тока и шунтирующий его резистор. Так, в схеме на рис. 15.23, в вместо источника ЭДС R_mAi₃ и резистора R_K можно.

D.

включить управляемый источник тока ——Ай, = аАй, и зашунтировать.

R_K

его резистором R_K.

2. При относительно высоких частотах и быстро протекающих процессах р—п-переходы проявляют свои емкостные свойства и имеет место инерционность основных носителей зарядов. Емкостные свойства учитывают в расчете, шунтируя в схеме замещения коллекторный р—п-переход некоторой емкостью С_к, а инерционность носителей заряда — вводя зависимость коэффициента усиления, а транзистора ОС от комплексной частоты р, а =---, где а₀ — коэффициент усиле;

l + p₀/Wo.

ния транзистора на постоянном токе; С05¹ = R_KC_K.

Емкость эмиттерного перехода обычно не учитывают, так как она шунтирует относительно малое по сравнению с R_K сопротивление R₃.

Для высокой частоты схема замещения транзистора, собранного по схеме с общей базой, изображена на рис. 15.24, а, с общим эмиттером — на рис. 15.24, б. В зависимости от типа транзистора R_K имеет значение от нескольких десятых МОм до нескольких МОм; R₃ — несколько десятков Ом; R₆ — несколько десятков или сотен Ом; С_к — от нескольких единиц до нескольких десятков или сотен пФ.

Рис. 15.24.

Рассмотрим методику расчета схем с управляемыми источниками для малых переменных составляющих на примере схемы (рис. 15.24, б). Штриховой линией на ней показаны генератор сигнала (ЭДС Ё_г, внутреннее сопротивление R_r) и нагрузка R_H. Для синусоидального процесса р = jw, поэтому ос = ———. Воспользуемся методом узловых.

1 +; —.

Щ

потенциалов. Незаземленных узлов — два (3 и 2). Поэтому.

^ фо V фо L.

Слагаемые оссодержащиеся в J₃₃, и -а—, содержащиеся в J₂₂, пеД_э Я_э

ОС ренесем в левые части уравнения (15.50) и (15.51) и заменим, а на--—.

1 +; —.

ш₀

Получим.

Решив совместно (15.52) и (15.53), определим ф₃ и ф₂, а по ним все токи и напряжения.