20-Mavzu: Bipolyar tranzistorlar

Bipolyar tranzistorlar asosiy parametrlari


BTning elektr modellari. BT to‘rtqutblik sifatida. BTning nochiziqli modeli:
Kollektor toki ikki tashkil etuvchidan iborat:


.

Agar I_Кn emitterning to‘liq toki bilan bog‘liqligi e’tiborga olinsa, u holda

,
bu yerda - emitter tokini uzatish koeffitsiyenti. < 1 bo‘lgani uchun UB ulangan BT tok ni kuchaytirmaydi ( ).
Baza elektrodidagi tok rekombinatsiya tashkil etuvchi I_BREK dan tashqari, EO‘ing injeksiyalangan kovaklar toki I_Er va KO‘ning xususiy toki I_К0 dan tashkil topadi. Ko‘rinib turibdiki:
.
Baza tokining rekombinatsiya I_BREK va injeksiya I_Er tashkil etuvchilari yo‘nalishlari bir xil. Agar KO‘ga qo‘yilgan kuchlanish teskari yo‘nalishda bo‘lsa, uning xususiy toki I_К0 teskari yo‘nalgan bo‘ladi. Shuning uchunЖ

Tok bo‘yicha katta kuchaytirish koeffitsiyentini ta’minlovchi sxema BT UE sxemada ulangan. Ushbu sxemada umumiy elektrod bo‘lib emitter, kirish toki bo‘lib – baza toki, chiqish toki bo‘lib esa – kollektor toki xizmat qiladi.

Kirxgofning birinchi qonuniga muvofiq emitter toki tranzistorning boshqa elektrodlari toklari bilan quyidagi munosabat orqali bog‘langanЖ

Ushbu munosabatlarni e’tiborga olgan holda UE ulangan sxemada kollektor toki uchun tenglama quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:

.
Bundan:
.
Agar deb belgilansa, yuqoridagi ifodani quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin:
.


koeffitsiyent baza tokini uzatish koeffitsiyenti deb ataladi. ning qiymati 10 ÷ 1000 bo‘lib, UE sxemada ulangan BT yaxshi tok kuchaytirgich hisoblanadi.
Tranzistorning chiziqli dinamik modeli uni chiziqli aktiv to‘rt qutblik bilan tenglashtirishga asoslanadi. Kirishda kuchlanish U₁ va tok I_{1 ,} chiqishda kuchlanish U₂ va tok I₂ ta’sir etayotgan qurilma to‘rt qutblikni tashkil etadi
(22.1–rasm).

22.1-rasm. Tranzistorni chiziqli to‘rt qutblik sifatida ko‘rsatilishi.

Uning U₁, U₂, I₁, I₂ parametrlarga nisbatan ikkita ichki bog‘lanishlar tenglamasini yozish mumkin.

Agar tranzistor tok bilan boshqarilsa, ихtiyoriy o‘zgaruvchi sifatida kirish toki I₁ va chiqish kuchlanishi U₂ tanlanadi. Unda to‘rt qutblilik tenglamasi, ya’ni tranzistorning chiziqli matematik modeli quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:

Ixtiyoriy o‘zgaruvchilar oldidagi hususiy hosilalar, garmonik tebranishlar ta’sir etgan holda h₁₁ , h_{12 ,} h_{21 ,} h₂₂ belgilar bilan belgilanadi va h – parametrlar deb ataladi. Parametrlar turli o‘lchamlarga ega va shuning uchun ular gibrid parametrlar tizimi deb ataladi.

- tranzistorning kirish differensial qarshiligi bo‘lib, BT chiqishidagi kuchlanishning o‘zgaruvchan tashkil etuvchisi qisqa tutashtirilganda (dU₂=0, “qisqa tutashuv” rejimida) aniqlanadi;
- tranzistorning kuchlanish bo‘yicha teskari aloqa koeffitsiyenti bo‘lib, tokning o‘zgaruvchan tashkil etuvchisi uchun kirish uzilganda (dI₁=0, “salt yurish” rejimida) aniqlanadi;
- tranzistorning tok bo‘yicha differensial uzatish koeffitsiyenti bo‘lib, chiqish o‘zgaruvchan tok bo‘yicha qisqa tutashtirilganda (dU₂=0, “qisqa tutashuv” rejimida) aniqlanadi;
- tranzistorning differensial o‘tkazuvchanligi bo‘lib, tokning o‘zgaruvchan tashkil etuvchisi uchun kirish uzilganda (dI₁=0, “salt yurish” rejimida) aniqlanadi.
Parametrlarning belgilanishlarida indeksdagi birinchi son 1 bo‘lsa, ikkala orttirma kirish zanjiriga, birinchi son 2 bo‘lsa – chiqish zanjiriga tegishli ekanini anglatadi. Uchinchi indeks B,E,K lar orqali tranzistorning ulanish sxemasi ko‘rsatiladi.
h₁₁ va h₁₂ parametrlar kirish xarakteristikalar orqali, h₂₁ va h₂₂ esa chiqish xarakteristikalar yordamida topiladi. Yuqoridagi ifodalardagi differensiallar, katta xatolikka yo‘l qo‘ymagan holda, tranzistordagi o‘zgarmas kuchlanish va toklar orttirmalarining absolyut qiymatlari bilan almashtirilishi mumkin. h – parametrlarning afzalligi past chastotalarda ularni o‘lchash osonligidadir.
Agar tranzistor kuchlanish bilan boshqarilsa, ixtiyoriy o‘zgaruvchi sifatida kirish U₁ va chiqish U₂ kuchlanishlari tanlanadi. Unda to‘rt qutblik tenglamalari quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi:

Ixtiyoriy o‘zgaruvchilar oldidagi hususiy orttirmalar garmonik tebranishlar ta’sir etganda y₁₁ , y_{12 ,} y_{21 ,} y₂₂ deb belgilanadi va modelning y – parametrlari deb ataladi.
- tranzistorning kirish differensial o‘tkazuv-chanligi;
- tranzistorning teskari differensial uzatish o‘tkazuvchanligi;
- tranzistorning to‘g‘ri differensial uzatish o‘tkazuvchanligi;
- tranzistorning chiqish differensial o‘tkazuv-chanligi.

Barcha y – parametrlar tokning o‘zgaruvchan tashkil etuvchilari uchun qisqa tutashuv rejimida to‘rt qutblilikning qarshi tomonida aniqlanadi: y₂₂ va y₁₂ lar uchun kirishda “qisqa tutashuv” rejimida dU₁=0, y₁₁ va y₂₁ lar uchun chiqishda “qisqa tutashuv” rejimida dU₂=0.

h, y – parametrlar berilgan chastotada bevosita o‘lchanadilar. Yuqori chastotalarda h₁₁ va h₁₂ parametrlarni o‘lchash qiyinlashadi, chunki EO‘ning yetarlicha katta sig‘im o‘tkazuvchanligi hisobiga “salt yurish” rejimini amalga oshirib bo‘lmaydi. y – parametrlarni o‘lchash kirish va chiqishlarda qisqa tutashuv rejimi amalga oshirilgan holda bajariladi. Yuqori chastotalarda qisqa tutashuv rejimi mos elektrodlarga yetarlicha katta sig‘imga ega kondensator ulash bilan amalga oshiriladi. Shuning uchun BT lar asosidagi yuqori chastotali o‘zgartgichlarni hisoblashda faqat y – parametrlardan foydalaniladi. Past chastotali o‘zgartgichlarni hisoblashda h – parametrlardan foydalanish qulayroq, chunki ularning qiymatlari tranzistorning standart statik xarakteristikalaridan topiladi va ma’lumotnomalarda keltiriladi.
y – parametrlar qiymati ma’lum h – parametrlardan quyidagi munosabatlar asosida topilishi mumkin:
, , , ( ).

22.1 – jadvalda turli tranzistorlar uchun h – parametrlarning chamalangan qiymatlari keltirilgan, bunda tranzistorning chiqish qarshiligi o‘rniga 1/ h₂₂ keltirilgan.

22.1-jadval.