Файл: Методические указания к курсовому проектированию для студентов iiiiv курсов рэф.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 323
Скачиваний: 4
и высокочастотных параметровтранзисторовДля расчета каскада импульсного усилителя на биполярном транзисторе необходимо знать четыре низкочастотных и три высокочастотных параметра транзистора. В данном разделе рассмотрены основные соотношения для расчета этих параметров.В качестве низкочастотных параметров транзистора используется система из четырех g-параметров, которые определяются следующим образом: , ; , ,где
– входная проводимость; 
– проводимость обратной передачи; 
– проводимость прямой передачи (крутизна транзистора); 
– выходная проводимость; 
– ток базы; 
– ток коллектора; 
– напряжение коллектор–эмиттер; 
– напряжение база–эмиттер.
Для g-параметров транзистора выполняется условие . Поэтому малой величиной обратной проводимости обычно пренебрегают и принимают .Входную и выходную проводимости транзистора ( и ) в заданной точке удобно определять по входным и выходным статическим вольт-амперным характеристикам (ВАХ) транзистора, взяв отношение соответствующих приращений токов и напряжений (рис. 9.1). Статические ВАХ транзистора можно найти в справочниках [11, 12] или рассчитать по его математической модели с помощью программы Micro Cap. Методика расчета ВАХ транзисторов, а также их g-параметров с использованием программы Micro Cap подробно изложена в [10].Крутизну транзистора (параметр ) можно приближенно определить по формуле .Для определения g-параметров транзистора в заданной точке можно также воспользоваться справочными (см. табл. 8) значениями g-параметров, пересчитав их к нужному положению рабочей точки транзистора. В первом приближении g-параметры транзистора линейно зависят от величины коллекторного тока. Поэтому для пересчета их значений можно воспользоваться следующими формулами: , , ,где , и – справочные значения g-параметров, измеренные при токе коллектора, равном ; ,
и 
– значения g-параметров для тока 
. Следует помнить, что для мощных транзисторов линейное приближение зависимости параметра от тока коллектора, как правило, не работает. Поэтому для определения крутизны мощного транзистора следует использовать справочные зависимости параметра от тока коллектора или воспользоваться методикой расчета, приведенной в [10].
Рис. 9.1. Определение входной и выходной проводимости транзистора
в окрестности точки A с координатами IБ0, UБ0, IК0, UК0
В качестве высокочастотных параметров транзистора при расчете каскадов импульсного усилителя используются три параметра: емкость коллекторного перехода 
, объемное сопротивление базы 
и постоянная времени транзистора 
.
Объемное сопротивление базы обычно приводится в справочниках. Его величина практически не зависит от режима работы транзистора и поэтому не нуждается в каких-либо пересчетах.
Величина коллекторной емкости также приводится в справочниках, однако она существенно зависит от напряжения, приложенного к коллекторному переходу. Для пересчета емкости коллекторного перехода к нужному значению напряжения на коллекторе можно воспользоваться следующей формулой:
,
где 
– справочное значение емкости, измеренное при напряжении 
; – значение емкости коллекторного перехода при напряжении на коллекторе, равном
.Часто в справочниках на транзисторы в качестве высокочастотного параметра приводится постоянная времени цепи обратной связи, равная произведению объемного сопротивления базы и емкости коллекторного перехода: .Их этого соотношения можно найти величину . Однако если и измерены при разных значениях коллекторного напряжения, то предварительно емкость нужно пересчитать на то напряжение, при котором измерялась .Постоянную времени транзистора ( ) для заданного положения рабочей точки можно рассчитать по следующей формуле: ,где – крутизна транзистора для заданного положения рабочей точки; – объемное сопротивление базы; – граничная частота транзистора; – параметр, зависящий от типа и технологии производства транзистора.Если в справочнике вместо граничной частоты приведено значение модуля коэффициента передачи тока базы на высокой частоте , то величину можно рассчитать по формуле
.
В отличие от биполярного транзистора положение рабочей точки полевого транзистора определяется только тремя координатами:
постоянный ток стока (
), постоянное напряжение сток–исток (
) и постоянное напряжение затвор–исток (
). Ток утечки затвора определяет четвертую координату – постоянный ток затвора. В силу малой величины этот ток не оказывает существенного влияния на режим работы транзистора. Поэтому для расчета усилительного каскада на полевом транзисторе используются только один низкочастотный и три высокочастотных параметра. Низкочастотным параметром является крутизна транзистора:
,
где 
– крутизна транзистора; 
– ток стока; 
– напряжение затвор–исток; 
– напряжение сток–исток.
Величину крутизны транзистора в окрестности рабочей точки нетрудно определить по проходным статическим ВАХ, взяв отношение соответствующих приращений токов и напряжений (рис. 9.2). Проходные ВАХ полевых транзисторов берутся из справочников или рассчитываются по методике из [10].
Рис. 9.2. Определение крутизны полевого транзистора
в окрестности рабочей точки с координатами UЗИ0, UСИ0, IС0
В качестве высокочастотных параметров полевого транзистора в расчетах используются три емкости (рис. 9.3): емкость затвор–исток 
(входная емкость), емкость затвор-сток 
(емкость обратной связи) и емкость сток–исток 
(выходная емкость).
В 
Рис. 9.3. Паразитные емкости полевого транзистора