Зная четыре низкочастотных параметра (например, Л-параметры для схемы с общим эмиттером) и три высокочастотных параметра транзистора (/-g , и или ), значения элементов П-образной схемы вычисляют по формулам:

8б.э= . (9-151)

fK.6=V6.3; (9-152)

к.э = .э-&.б(Л,1з + 1): (9-153)

8r = lэ86.э (9-154)

l-21g6-.s(als + l)

(9-155)

где величина fn определяется по измеренным значениям f, и Сс помощью формулы (9-147).

Рнс. 9-67. Смешанная П-образная эквивалентная схема бездрейфоЕого транзистора.

В области наиболее высоких частот (0,5-2) f точность моделирующей схемы может быть повышена при помощи модификации, представленной на рис. 9-68. Здесь См обозначает монтажную емкость транзистора между выводами коллектора и базы (обычно 0,3-0,5 пф), элемент Гд учитывает различие распределенных сопротивлений области базы относительно коллектора и относительно эмиттера (величина /-g может достигать 0,3-0,5 значения г), а индуктивность £д уточняет фазовые соотношения и определяется выражением

где /э - постоянный ток эмиттера в миллиамперах.

Для расчетов только в области высоких частот (5 fp <f<fj П-образную схему можно упростить, как показано иа рис. 9-69, поскольку влияние проводимостей §б.э gg. здесь становится несущественным.

В некоторых случаях может быть исключена и проводимость §к.э (например, при расчете видеоусилителя, где активная проводимость нагрузки превышает §к.э во много раз).

Рис. 9-68. Модификация схемы (см. рис. 9-67).

Рис. 9-69. Высокочастотная смешанная П-образ-иая эквивалентная схема бездрейфового транзистора.

Рнс. 9-70. Моделирующая эквивалентная схема дрейфового транзистора для включения с общей базой.

Рнс. 9-71. Моделирующая эквивалентная схема дрейфового транзистора для включения с общим эмиттером.

Моделирующие схемы дрейфового транзистора. На рис. 9-70 и 9-71 приведены широкополосные моделирующие схемы дрей-

фового транзистора при включении с общей базой и с общим эмиттером. Элементы этих схем могут быть рассчитаны для отечественных дрейфовых транзисторов (П401- П403, П410-П411 и др.) по известным значениям двух параметров (оо и fu) с помощью следующих формул:

подлежат экспериментальному определению. Обычно измеряют непосредственно Тк.б = =gCjjn и емкость Сдд, откуда определяется

Гг.=

(9-169)

а барьерную емкость эмиттерного перехода Се.п в рабочем режиме приходится опреде-

gT = aogs, (9-168)

а коэффициенты А, С, D, F. М, Р, Q и а находятся с помощью графиков (рис. 9-72- 9-74).

0,025

одо. €.Oors щ0.от

Рис.

5* 0-

- f.Z

- 1.0

9-72. Графики дли определения параметров дрейфового транзистора.

0.07 0.0В \о.05

\ojot \о.оз

D,OZ 0,01 О

- 1

гоо 300 т мгц

Рис. 9-73. Графики для определения параметров дрейфового транзистора.

Параметры Сэ.п (барьерная емкость эмиттерного р-п перехода), Ск.п (барьерная емкость коллекторного р-п перехода)- и /-g

\зо,г \зо.с

\ 73,8 \29,б 23.t 23,2 Z9ft

- iZ - и

200 300 too 500Мгц

- 3:1

- 2.9

- 2.7

- e** -

- ё

- \<i>

- 39

- 33

0,94 0,52

P{ic. 9-74. Графики для определения параметров дрейфового транзистора.

лять экстраполяцией графика Сэ.п = =f (Ug.cat), который строят по эксперимен-та-льным значениям емкости Сэ.п, измеренным при малых обрат]х смещениях эмиттерного р-п перехода (до [/э.обр=0,5- 0,9 в).

Необходимое для расчетов значение граничной частоты коэффициента переноса fi рассчитывается по измеренному значению

с помощью формулы, вытекающей из соотношения (9-117):

2 - х

(9-170)

52яСэ.п 1

С.п ( 6 +-к.о)

(9-171) (9-172)

Гк.о - распределенное сопротивление области коллектора (30-60 ом).

При расчете схем, работающих в ограниченной полосе частот (примерно до 0,1 fn), можно в моделирующей схеме на рис. 9-71 замкнуть накоротко проводимость gs2 и индуктивность Lp , При расчете каскадов, работающих в области высоких частот (выше 0,1 fn), можно исключить проводимость §к1 и цепочку §к2-Ск, а на самых высоких частотах - и проводимость

Несмотря на возможные упрощения, моделирующие схемы дрейфовых транзисторов представляются достаточно сложными.

Поэтому для приближенных расчетов часто пользуются более простыми схемами диффузионных транзисторов (особенно - рис. 9-65, 9-66 и 9-69), хотя при этом могут возникать расхождения с опытом в значениях отдельных параметров транзистора в 1,5- 2 раза.

Полезно также иметь в виду, - что схемы (9-65 и 9-67) могут очень точно моделировать свойства дрейфового транзистора в относительно узкой области частот (?макс-?мин<0,1 fn) в районе любой частоты вплоть до 0,8 fn, если параметрам элементов этих схем придать специальные наиболее подходящие для данной области частот значения. Оптимальныезначения параметров можно определить экспериментально или эквивалентной заменой более сложных структур ветвей из схем дрейфового транзистора (рис. 9-70 и 9-71).

Расчет 4acT0TH0-3aBHCHiCbix параметров эквивалентного четырехполюсника по моделирующим схемам

В связи с широким распространением инженерных методов расчета, опирающихся на теорию линейных активных четырехполюсников, зачастую возникает необходимость в переходе от описания транзистора при помощи моделирующей схемы к выражению его характеристик при помощи параметров эквивалентного четырехполюсника.

Такая задача решается путем составления уравнений Кирхгофа для моделирующей схемы и приведения этих уравнений к форме, соответствующей уравнениям вида четырехполюсника в системе интересующих параметров. Сопоставление коэффициентов в уравнениях для моделирующей схемы и для эквивалентного четырехполюсника выявляет выражения параметров четырехполюсника через элементы моделирующей схемы.

Некоторое упрощение этой процедуры достигается, когда для расчета каждого параметра четырехполюсника создается соответствующий условиям его определения по-люгаый режим моделирующей эквивалентной схемы (например, короткое замыкание выходных полюсов при расчете Нц, холостой ход по входной цепи при расчете /112 и т. д.). При этом с помощью Т-образных схем проще составляются выражения 2-па-раметров, а с помощью П-образных схем - -параметров. Далее переход к любой другой системе параметров осуществляется по табличным соотношениям (см. табл. 9-1).

Так, например, для определения параметра г22б по высокочастотной Т-образной схеме бездрейфового транзистора (см. рис. 9-65) достаточно рассчитать сопротивление цепи между зажимами к-б, когда зажим э остается свободным (/э=0):

откуда

= -6 +

/юСк

~ 226 +

Х226

/226 - б-1

Входная проводимость уив высокочастотной П-образной моделирующей схемы (рис. 9-69), очевидно, определится как проводимость между зажимами б-э при замыкании накоротко зажимов к-э, т. е. по схеме на рис. 9-75:

/ш(Сб,з-ЬС)

откуда

у - параметры высокочастотной Т-образной схемы. При условиях (1-Оо) С 1 н

р, которые обычно хорошо выпол-к э

няются, для наиболее распространенного варианта высокочастотной Т-образной схемы (см. рис. 9-65) справедливы следующие приближенные выражения /-параметров для включения транзистора с общим эмиттером:

= ~~i-(1 + Y ): (9-173)

8иэ

Э 6

nCKY(l+Y); (9-174)

= --(i+Y);

(9-175)

(9-176)

biis=-y(i + y); (9-177)

23=-

219 = -

x(i+Y );

э+-б

(9-178)

.2 Y(l+Y ); (9-179)

223=

э + -б

>э+(;+;)Y]x

X(l-bY ).

(9-180)