Критерии и особенности малосигнального режима работы транзистора

Считается, что транзистор работает в малосигнальном или линейном режиме, если в процессе работы не проявляется влияние нелинейности его ВАХ. Основным критерием линейного режима работы транзистора является малое значение в нем сигнальных составляющих выходных токов и напряжений по сравнению с их значениями и в ИРТ. Количественно интенсивность сигнала характеризуется коэффициентами использования транзистора по току и напряжению , при этом – , , где , – наибольшие отклонения выходного тока и потенциала от их значений и в ИРТ.

Обычно влияние нелинейности ВАХ транзистора становится заметным, когда какой-либо из этих коэффициентов превышает 0,2...0,3.

При малосигнальном режиме работы транзистора взаимосвязи и взаимозависимости между его токами и напряжениями определяются постоянными коэффициентами, не зависящими от уровня сигналов. Эти коэффициенты называются малосигнальными параметрами. Существует ряд систем параметров. Дальнейшее рассмотрение будем осуществлять в основном на базе системы Y-параметров. В этой системе параметры имеют размерность проводимости, а зависимость токов транзистора от приложенных к нему напряжений определяется системой уравнений

где , , , – комплексные амплитуды сигнальных токов и напряжений.

Основным параметром, который в первую очередь определяет усилительные свойства транзистора, является проводимость Y₂₁ часто называемая крутизной транзистора и обозначаемая S. Проводимость Y₁₁ является главной характеристикой входных свойств транзистора, а Y₂₂ – выходных, поэтому указанные проводимости соответственно называются входной и выходной проводимостью транзистора. Параметр Y₁₂ характеризует влияние выходного напряжения на входной ток, т. е. степень прохождения сигнала в направлении, обратном основному (в направлении с выхода на вход), поэтому проводимость Y₁₂ носит название проводимости обратной связи. Существенным отличием усилительных приборов от пассивных цепей является их свойство преимущественной однонаправленности передачи сигналов, которое может быть охарактеризовано неравенством .

В основной частотной области транзистора, под которой понимается область частот , где – частота, на которой модуль крутизны транзистора уменьшается в раз, взаимосвязи между токами и напряжениями в транзисторе определяются вещественными коэффициентами. В этой частотной области для характеристики свойств транзистора вместо системы комплексных Y-параметров используется система естественных g-параметров, включающая параметры g₂₁, g₁₁, g₂₂. g₁₂. При этом

(4.1)

где , , , – сигнальные токи и напряжения.

Соотношения (4.1) удобно в целях наглядности взаимодействия, между токами и напряжениями представить в. виде эквивалентной схемы замещения четырехполюсника (рис. 4.1). Эта схема включает два зависимых генератора тока, один из которых (источник тока ) характеризует степень управляющего воздействия входного напряжения _х на выходной ток , а второй – воздействие обратной связи через проводимость на входной ток .