Малосигнальные схемы замещения транзистора

В общем случае транзистор представляет собой активный (способный преобразовывать энергию источника сигнала) нелинейный четырехполюсник (рис. 3.33,а). Его можно описать семействами характеристик - нелинейными функциями двух переменных.

. (3.45)

В зависимости от схемы включения транзистора величинам i₁, i₂, u₁, u₂ соответствуют те или иные реальные токи и напряжения.

Однако на практике часто приходится сталкиваться с задачей усиления малых сигналов. В этом случае на постоянные составляющие токов I(0) и напряжений U(0) (определяющих рабочую точку транзистора) наложены малые переменные сигналы D i(t), D u(t) или:

(3.46)

Связи между малыми приращениями линейны и определяются полными дифференциаламифункций f₁ и f₂: (3.47)

Частные производные перед независимыми переменными обозначим символами h₁₁, h₁₂, h₂₁, h₂₂ и будем называть h-параметрами транзистора. (В зависимости от схемы включения в обозначения добавляется индекс, например, h_11Э или h_11Б или h_11К). Зададим приращения токов и напряжений в виде малых гармонических колебаний. Тогда уравнения (3.47) можно записать:

U_1m = h₁₁ I_1m + h₁₂ U_2m ;

I_2m = h₂₁I_1m + h₂₂ U_2m . (3.48)

Уравнениям (3.48) соответствует эквивалентная схема (рис. 3.33,б). Из (3.48) вытекают смысл и наименование h-параметров:

- входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе для малой переменной составляющей тока;

- коэффициент обратной связи по напряжению при разомкнутом входе для переменной составляющей тока;

- дифференциальный коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе для переменной составляющей;

- выходная проводимость транзистора при разомкнутом входе для переменной составляющей тока. Отметим, что h-параметры являются дифференциальными. На высоких частотах между переменными составляющими токов и напряжений появляются фазовые сдвиги и параметры становятся комплексными. При этом (3.48) записываются в виде:

(3.49)