Расчет h-параметров для КТ921А с ОБ.

h_11Э=(U_БЭ2- U_БЭ1)/(I_Б2- I_Б1)=(1-0,8)/(300*10^-3-100*10^-3)=1 Ом, U_k=5 В.

h_12Э=(U_БЭ2-U_БЭ1)/(U_K2- U_K1)=( 1-0,8)/(5-0)=0,04 при I_б=100 мА.

h_21Э=(I_k2- I_k1)/( I_б2- I_б1)=(0,5-0,1)/(10*10^-3-3*10^-3)=57 ; U_k=30 В.

h_22Э=(I_k2- I_k1)/( U_k2- U_k1)= (0,5-0,1) /30=13*10^-3 См

Пересчитаем для схемы с общей базой:

h_11б=h_11Э/(1+ h_21Э)=1/(1+57)=0,017

h_12б=( h_11Э* h_22Э)/(1+ h_21Э)-h_12Э=1*13*10^-3/(1+57)-0,04=-39,7*10^-3

h_21б=-h_21Э/(1+ h_21Э)=-57/(1+57)=-0,98

h_22б= h_22Э/(1+ h_21Э)=13*10^-3/(1+57)=0,2*10^-3

РАБОТА ТРАНЗИСТОРА С НАГРУЗКОЙ

При работе транзистора в качестве усилителя электрических сигналов последовательно с ним в цепь коллектор - эмиттер включается сопротивление, с которого снимается выходное усиленное напряжение. Рассмотрим работу транзистора, включенного по схеме с ОЭ, в цепь коллектора которого включено сопротивление R_к (рис. 4). В качестве входного сигнала будем рассматривать напряжение между базой и эмиттером U_бэ, в качестве выходного - напряжение на коллекторе транзистора U_кэ. Установим зависимость выходного напряжения от входного.

Входное напряжение U_бэ создает входной ток базы I_б. В свою очередь ток базы в соответствии с принципом работы транзистора будет задавать ток коллектора . Выходное напряжение U_кэ зависит от тока коллектора I_к, оно всегда меньше напряжения питания Е_к на величину падения напряжения на R_к :

(4)

Из соотношения (4) видно, что при увеличении тока коллектора падение напряжения на R_к увеличивается: , а напряжение на коллекторе транзистора уменьшается. При уменьшении тока коллектора напряжение на нем возрастает. Полученное уравнение (4) описывает прямую, называемую нагрузочной прямой. На семействе: выходных характеристик (рис. 4,6) нагрузочную прямую строят по двум точкам:

1) если I_k = 0, то U_кэ=Е_к;

2)если , то . Нагрузочная прямая однозначно определяет напряжение на коллекторе U_кэ в зависимости от тока коллектора I_к. Каждой паре значений I_к и U_кэ на нагрузочной прямой соответствует точка, которая называется рабочей. Для определенного тока базы рабочая точка находится на пересечении нагрузочной прямой с выходной характеристикой, соответствующей этому току базы. Поскольку с увеличением тока базы выходные характеристики смещаются вверх и ток коллектора увеличивается, то рабочая точка также будет смещаться вверх по нагрузочной прямой. Положениям рабочей точки 1, 2, 3, 4 на нагрузочной прямой и на выходных характеристиках соответствуют точки 1 , 2 , 3 и 4 на входной характеристике. В этих точках выходным напряжениям U_кэ1, U_кэ2, U_кэ3, U_кэ4 соответствуют входные напряжения U_бэ1, U_бэ2, U_бэ3, U_бэ4. Если, например, входное напряжение получит приращение

то выходное напряжение изменится на величину

При этом коэффициент усиления по напряжению транзистора с нагрузкой будет определяться отношением соответствующих приращений напряжений:

При уменьшении сопротивления R_к увеличивается угол наклона нагрузочной прямой и одному и тому же приращению входного напряжения и тока коллектора будет соответствовать меньшее приращение входного напряжения, т.е. коэффициент усиления уменьшится. При изменениях напряжения питания наклон нагрузочной прямой не изменяется, она перемещается параллельно ceбe самой. При этом коэффициент усиления не изменяется, изменяются только диапазоны изменения токов и напряжений. Аналогичные построения можно сделать для схемы с ОБ (рис. 6) на статических характеристиках (рис. 2).

Рис.5

Рис. 6

Коэффициент усиления можно рассчитать, используя схему замещения транзистора.

На рис. 3, г показана схема замещения транзисторного каскада с нагрузкой для приращений токов и напряжений. Такая схема замещения получена из принципиальной схемы: транзистор замещен эквивалентной схемой в h- параметрах (без учета h₁₂), а источник заменен короткозамкнутой цепью, поскольку напряжение на его выходе постоянно и не изменяется.

Из схемы замещения при следует:

при

Приращение тока базы определяется приращением входного напряжения и входным сопротивлением транзистора:

,

т.е.

.

Соответственно коэффициент усиления для ОЭ

Аналогично рассчитывается коэффициент усиления для схемы с ОБ с учетом соответствующих значений h₁₁ и h₂₁(h_21б=-a):

Найдем коэффициент усиления для транзисторов.

Для КТ207А с ОЭ:

К_u=-57*1000/8=-7,125*10³

Для КТ921А с ОБ:

К_u=-(-0,98)*1000/0,017=57,6*10³

Задача 3