6. Анализ эквивалентных схем биполярного транзистора.
Все параметры можно разделить на собственные (или первичные) и вторичные. Собственные параметры характеризуют свойства самого транзистора независимо от схемы его включения, а вторичные параметры для различных схем включения различны.
Рис. 6-1. Эквивалентные Т-образные схемы транзистора с генератором ЭДС (а) и тока (б).
В качестве собственных параметров помимо знакомого нам коэффициента усиления по току EMBED Equation.3 принимают некоторые сопротивления в соответствии с эквивалентной схемой транзистора для переменного тока (рис. 6-1). Эта схема, называемая Т-образной, отображает электрическую структуру транзистора и учитывает его усилительные свойства. Как в этой, так и в других эквивалентных схемах следует подразумевать, что на вход включается источник усиливаемых колебаний, создающий входное напряжение с амплитудой EMBED Equation.3 , а на выход - нагрузка RH. Здесь и в дальнейшем для переменных токов и напряжений будут, как правило, указаны их амплитуды. Во многих случаях они могут быть заменены действующими, а иногда и мгновенными значениями.
Основными первичными параметрами являются сопротивления EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 и EMBED Equation.3 , г. е. сопротивления эмиттера, коллектора и базы для переменного тока. Сопротивление EMBED Equation.3 , представляет собой сопротивление эмиттерного перехода, к которому добавляется сопротивление эмиттерной области. Подобно этому EMBED Equation.3 является суммой сопротивлений коллекторного перехода и коллекторной области, но последнее очень мало по сравнению с сопротивлением перехода. А сопротивление EMBED Equation.3 есть поперечное сопротивление базы.
В схеме на рис. 6-1,а усиленное переменное напряжение на выходе получается от некоторого эквивалентного генератора, включенного в цепь коллектора; ЭДС этого генератора пропорциональна току эмиттера EMBED Equation.3 .
Эквивалентный генератор надо считать идеальным, а роль его внутреннего сопротивления выполняет сопротивление EMBED Equation.3 . Как известно. ЭДС любого генератора равна произведению его тока короткого замыкания на внутреннее сопротивление. В данном случае ток короткого замыкания равен EMBED Equation.3 , так как EMBED Equation.3 при EMBED Equation.3 , т. е. при коротком замыкании на выходе. Таким образом, ЭДС генератора равна EMBED Equation.3 .
Вместо генератора ЭДС можно ввести в схему генератор тока. Тогда получается наиболее часто применяемая эквивалентная схема (рис. 6-1, б). В ней генератор тока создает ток, равный EMBED Equation.3 . Значения первичных параметров примерно следующие. Сопротивление EMBED Equation.3 , составляет десятки Ом, EMBED Equation.3 — сотни Ом, а EMBED Equation.3 — сотни килоОм и даже единицы мегаОм. Обычно к трем сопротивлениям в качестве четвертого собственного параметра добавляют еще EMBED Equation.3 . Рассмотренная эквивалентная схема транзистора пригодна только для низких частот. На высоких частотах необходимо учитывать еще емкости эмиттерного и коллекторного переходов, что приводит к усложнению схемы.

Рис. 6-2. Эквивалентная Т-образная схема транзистора, включенного по схеме ОЭ
Эквивалентная схема с генератором тока для транзистора, включенного по схеме ОЭ. показана на рис. 6-2. В ней генератор дает ток EMBED Equation.3 , а сопротивление коллекторного перехода по сравнению с предыдущей схемой значительно уменьшилось и равно EMBED Equation.3 или, приближенно EMBED Equation.3 если учесть. что EMBED Equation.3 и EMBED Equation.3 . Уменьшение сопротивления коллекторного перехода в схеме ОЭ объясняется тем, что в этой схеме некоторая часть напряжения EMBED Equation.3 приложена к эмиттерному переходу и усиливает в нем инжекцию. Вследствие этого значительное число инжектированных носителей приходит к коллекторному, переходу и его сопротивление снижается.
Переход от эквивалентной схемы ОБ к схеме ОЭ можно показать следующим образом. Напряжение, создаваемое любым генератором, равно разности между ЭДС и падением напряжения на внутреннем сопротивлении. Для схемы по рис. 6-1, а это будет
EMBED Equation.3
Заменим здесь EMBED Equation.3 на сумму EMBED Equation.3 . Тогда получим
EMBED Equation.3
В этом выражении первое слагаемое EMBED Equation.3 представляет собой ЭДС, а второе слагаемое есть падение напряжения от тока EMBED Equation.3 на сопротивлении EMBED Equation.3 , которое является сопротивлением коллекторного перехода. А ток короткого замыкания, создаваемый эквивалентным генератором тока, равен отношению ЭДС к внутреннему сопротивлению, т. е.
EMBED Equation.3
Рассмотренные Т-образные эквивалентные схемы являются приближенными, так как на самом деле эмиттер, база и коллектор соединены друг с другом внутри транзистора не в одной точке. Но тем не менее использование этих схем для решения теоретических и практических задач не дает значительных погрешностей.