7.4. Tranzistoriaus, kaip tiesinio aktyviojo keturpolio, parametrai

kai apdorojami silpni virpesiai, tranzistorių galima modeliuoti tiesiniu aktyviuoju keturpoliu

Sakykime, kad tranzistoriaus įėjimo ir išėjimo įtampų bei srovių kintamosios dedamosios yra harmoninės. Jų kompleksines efektines vertes pažymėkime , ,  ir . Tada du iš šių dydžių laikydami nepriklausomaisiais kintamaisiais (argumentais), kitus du galime išreikšti šių argumentų funkcijomis. Taip galime sudaryti šešias lygčių sistemas. Dažniausiai tranzistoriams aprašyti naudojama viena iš trijų sistemų.

Laikydami sroves nepriklausomais kintamaisiais ir taikydami superpozicijos principą, galime rašyti:

,

.

tranzistoriaus Z parametrai yra kompleksines varžos. Žemųjų dažnių srityje jų reaktyviosios dedamosios yra nedidelės. Tada:

,

;čia            

r11=I1/I1, kai I2=0– įėjimo varža, kai išėjime sudarytos tuščiosios veikos sąlygos; r12=U1/I2, kai I1=0– grįžtamojo ryšio varža, kai tuščiosios veikos sąlygos sudarytos įėjime; r21=U2/I1, kai I2=0 – tiesioginio perdavimo varža, kai išėjime sudarytos tuščiosios veikos sąlygos; r22=U2/I2, kai I1=0 – išėjimo varža, kai tuščiosios veikos sąlygos sudarytos įėjime.

Taigi, matuojant tranzistoriaus r parametrus, reikia sudaryti tuščiosios veikos sąlygas. Siekiant sudaryti kintamosios srovės tuščiosios veikos sąlygas, nuolatinės maitinimo įtampos prie tranzistoriaus išvadų jungiamos per žemo dažnio droselius, kurių varžos kintamajai srovei didesnės už varžas nuolatinei srovei. Tuščiosios veikos sąlygas nesunku sudaryti tranzistoriaus, įjungto pagal bendrosios bazės ar bendrojo emiterio schemą, įėjimo grandinėje, nes varža r11 būna maža. Tranzistoriaus išėjimo grandinėje sudaryti tuščiosios veikos sąlygas sudėtinga, nes tranzistoriaus išėjimo varža r22 būna didelė.

Pasirinkę argumentais įtampas, galime rašyti:

,

.

Čia  parametrai turi kompleksiniu laidumų prasmę. Kai virpesių dažnis žemas, vietoje kompl laidumų galime nagrinėti aktyviuosius laidumus g. Tada:

,

;

g11=I1/U1, kai U2=0, g12=I1/U2, kai U1=0, g12=I1/U2, kai U1=0, g21=I2/U1, kai U2=0, g22=I2/U2, kai U1=0.

matuojant g11 irg21, reikia sudaryti kintamosios srovės trumpojo jungimo sąlygas tranzistoriaus išėjime. Matuojant g12 ir g22, reikia sudaryti kintamosios srovės trumpojo jungimo sąlygas tranzistoriaus įėjime.

Kintamosios srovės trumpojo jungimo sąlygos sudaromos tarp atitinkamų tranzistoriaus išvadų įjungus didelės talpos kondensatorių. Tranzistorių, įjungtų pagal bendrosios bazės ir bendrojo emiterio schemas, įėjimo laidumai būna dideli. Todėl trumpojo jungimo sąlygas tranzistoriaus įėjime sudaryti sudėtinga.

Sunkumų, kylančių nustatant r ir g parametrus, galima išvengti naudojant mišrią (hibridinę) tranzistoriaus parametrų sistemą. Naudojant šią sistemą, tranzistorius aprašomas lygtimis:

,.Kai dažnis žemas, ,;čia

h11=U1/I1, kai U2=0; h12=U1/U2, kai I1=0; H21=I2/I1, kai U2=0; h22=I2/U2, kai I1=0.

h11 yra tranzistoriaus įėjimo varža, h12– grįžtamojo ryšio koeficientas, h21– srovės perdavimo koeficientas, h22– išėjimo laidumas. Matuojant h11 ir h21 reikia sudaryti kintamosios srovės trumpojo jungimo sąlygas tranzistoriaus išėjime, o matuojant h12 ir h22 – kintamosios srovės tuščiosios veikos sąlygas įėjime. Paminėtas sąlygas sudaryti nesudėtinga.

svarbus h parametrų privalumas: į h parametrų rinkinį tiesiogiai įeina svarbiausias tranzistoriaus parametras – srovės perdavimo koeficientas. Kai tranzistorius įjungtas pagal bendrosios bazės schemą, tai , kai pagal bendrojo emiterio schemą, – .

r parametrams skaičiuoti, kai žinomi h parametrai.

Parametrai  ir  randami iš įėjimo charakteristikų šeimos (7.14 pav.). Pasirinkto darbo taško Q aplinkoje šie parametrai skaičiuojami pagal formules:

 ,               

.

Parametrai  ir  randami iš išėjimo charakteristikų šeimos (7.15 pav.) pagal formules:

 ,

 .

Įjungto pagal bendrojo emiterio schemą tranzistoriaus įėjimo varža  būna apie kiloomą. Įtampos grįžtamojo ryšio koeficientas =10–4–10–3, srovės stiprinimo koeficientas ==20–500, išėjimo varža  būna vienetų ir dešimčių kiloomų eilės. Kadangi grįžtamojo ryšio koeficientas  labai mažas, jo reikšmės pagal tranzistoriaus charakteristikas nepavyksta nustatyti. Vėliau išsiaiškinsime, kaip koeficientas  išreiškiamas per kitus tranzistoriaus parametrus.