Схема замещения транзистора и ее параметры

Ранее при анализе режимов работы транзисторов рассматривались постоянные составляющие токов и напряжений. В усилительных схемах основную роль играют переменные сигналы с малыми амплитудами. Эти режимы удобно исследовать с помощью схемы замещения (рис.1.8), включающей параметры, связанные с физическими процессами в транзисторе. Эти параметры, называемые дифференциальными параметрами, определяются для малых участков рабочих характеристик, в пределах которых можно пренебречь нелинейностью этих характеристик.

Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода равно отношению приращения напряжения на переходе к приращению тока эмиттера, при коротком замыкании в цепи коллектора по переменному току:

.

Дифференциальное сопротивление коллекторного перехода равно отношению приращения напряжения на этом переходе к приращению тока коллектора, в режиме холостого хода в цепи эмиттера по переменному току:

.

Это сопротивление зависит от материала транзистора, его геометрических размеров, а также от тока эмиттера.

Схема замещения содержит резистор , который учитывает влияние объёмного (омического) сопротивления базы и зависит от конфигурации и материала базы. Влияние эмиттерного тока на коллекторный в схеме замещения учитывается генератором тока аI_Э; С_Э, С_К– эквивалентные емкости эмиттерного и коллекторного переходов. Генератор напряжения учитывает влияние эффекта модуляции толщины базы (эффекта Эрли): при приложении к коллектору обратного напряжения увеличивается ширина области пространственного заряда и толщина базы уменьшается, а при приложении прямого напряжения – уменьшается; приращение толщины коллектора dк равно приращению толщины базы W.

Рассмотрим значение толщины базы W, W' и коллектора dk, dk' при различных значениях коллекторного напряжения U_КБ и U'_КБ с помощью диаграмм (рис.1.9).

Видно, что при заданном значении тока I_Э на входе и изменении напряжения U_КБ на U'_КБодновременно с сокращением ширины базы изменяется распределение концентрации зарядов P_n, так прямая 1 переходит в прямую 2, имеющую больший угол наклона. Такому изменению распределения соответствует увеличение эмиттерного напряжения. Следовательно, коллекторное напряжение, модулируя толщину базы, одновременно воздействует на эмиттерное напряжение. Это влияние можно определить как внутреннюю обратную связь по напряжению с коэффициентом обратной связи, равным:

.