Дифференциальные параметры транзистора четырехполюсника

Усилительные каскады на транзисторах по отношению к малому входному переменному сигналу при определенных условиях могут рассматриваться как линейные активные четырехполюсники. Уточним эти условия: во-первых, учитывая, что у транзистора всего три вывода, один из них становится общим для входных и выходных выводов четырехполюсника; во-вторых, исходная рабочая точка транзистора по постоянному току должна располагаться в области линейного усиления; в-третьих, при поступлении на вход переменных сигналов траектория движения рабочей точки транзистора не должна выходить за пределы области линейного усиления.

Второе и третье условия приводят к тому, что мы можем рассматривать транзистор — в общем случае нелинейный прибор — как прибор линейный для переменной составляющей входного сигнала. Математически это выглядит как переход путем дифференцирования от нелинейных уравнений, связывающих абсолютные значения токов и напряжений на электродах транзистора, к линейным дифференциальным уравнениям, которые устанавливают зависимости между бесконечно малыми изменениями токов и напряжений на электродах транзистора при его нахождении в режиме линейного усиления. Далее, ограничившись рассмотрением только гармонических входных сигналов, мы можем перейти к использованию метода комплексных амплитуд (см. раздел 2.3). Получаемые при этом уравнения — это уже описанные нами в предыдущем разделе системы уравнений проходного линейного четырехполюсника (4.1), ... (4.6).

Таким образом, введенные выше группы Y-, Z-, H- ,G- ,A-, B-параметров четырехполюсников при малосигнальном анализе могут использоваться для описания транзисторов. Эти группы параметров так и называются Y-, Z-, H- ,G- ,A-, B-параметрами транзистора (на практике как наиболее удобные применяются только Y-, Z- и H-параметры). Заметим только, что при рассмотрении идеального линейного четырехполюсника мы не допускали различий между его статическими и дифференциальными параметрами, а вот для транзисторных каскадов наоборот — специально перешли к рассмотрению именно дифференциальных параметров, поскольку только в этом случае можно было применить нужную нам модель. Т.е. все Y-, Z-, H- и т.д. параметры транзистора-четырехполюсника — это на самом деле его дифференциальные параметры, статические аналоги которых входят в уравнения (в общем случае нелинейные), связывающие абсолютные значения то

ков и напряжений на электродах транзистора. Физический смысл дифференциальных параметров транзистора-четырехполюсника во всем аналогичен физическому смыслу пара

метров проходного линейного четырехполюсника, следует только помнить, что здесь речь идет только о переменных составляющих токов и напряжений на электродах транзистора. Например, упоминавшаяся выше (раздел 4.1) комплексная входная проводимость четырехполюсника в режиме короткого замыкания на выходе в контексте анализа транзистора-четырехполюсника имеет смысл дифференциальной комплексной входной проводимости в режиме короткого замыкания по переменному току на выходе.

Общепринятым стало называть все Y-, Z-, H- и т.д. параметры транзистора-четырехполюсника дифференциальными параметрами транзистора, а поскольку принятая при их описании модель подразумевает малосигнальный анализ, то часто их также именуют малосигналъными параметрами транзистора (в принципе между этими двумя терминами нет однозначной эквивалентности, но почти всегда речь идет об одном и том же).

Поскольку усилительные свойства транзистора могут отличаться для различных схем включения (т.е. при использовании в качестве общего различных электродов транзистора), то отличаются и его дифференциальные параметры как активного линейного четырехполюсника. Т.е. для каждого биполярного транзистора существуют различные группы дифференциальных параметров для включения соответственно с ОБ, ОЭ, ОК. Дифференциальные параметры для каждой конкретной схемы включения всегда могут быть выражены через дифференциальные параметры этого же транзистора для любой другой схемы включения (табл. 4.2, 4.3, 4.4).

Табл.4.2. Формулы связи между Y- параметрами для различных схем включения транзистора