а) Проверим выполнение условий (см. пункт 2.2.) по частотному диапазону заданных h -параметров, чтобы решить вопрос о возможности использования приведенной методики расчетов.
Заданный частотный диапазон от 200 до 1000 Гц находится внутри допустимого частотного диапазона от 100 до 104 Гц.
Вывод: приведенную методику расчетов использовать можно.
б/. Вычисление вспомогательных h -параметров длясхем включения ОБ, ОЭ и ОК производим по формуле (9).
hб = h11б h22б - h12б h21б = 22·0,55 ·10-6 - 2,5 ·10-4(-0,96) = 2,52 ·10-4;
hэ = h11э h22э - h12э h21э = 550 ·13,75 ·10-6 - 0,525 ·10-4· 24 = 63,03·10-4;
hк = h11к h22к - h12к h21к = 550 ·13,75 ·10-6-1·(-25) = 25.
в)Установим характер нагрузки Rн по условию (10), чтобы также решить вопрос о возможности использования приведенной методики расчетов.
Для заданной схемы включения ОБ:
h22б ·Rн «1;
hб «1.
Подставив уже известные числовые значения, получим:
0,55 ·10-6 ·103 = 0,55·10-3 << 1;
2,52 ·10-4 << 1.
Оба условия выполняются. Следовательно, динамические параметры транзистора для разных схем включения вычисляются по формулам (11) ÷ (15).
г) Вычисление динамических параметров для схем включения ОБ, ОЭ и ОК.
Входные сопротивления каскадов:
Коэффициенты усиления по току принимаются положительными
KIб = h21б (1+h22б Rн) = (-0,96)(1+0,55·10-6 ·103) = 0,96;
KIэ = h21э (1+h22э Rн) = 24(1+13,75·10-6 ·103) = 24,31
KIk = h21k (1+h22k Rн) = -25(1+13,75·10-6 ·103) = 25,32
Коэффициенты усиления по напряжению:
Выходные сопротивления каскадов:
Ом;
Ом;
Ом.
Коэффициенты усиления мощности:
Крб = КUб КIб = 43,14 ·0,96 = 41,4
Крэ = КUэ КIэ= 43,14 · 24,31 = 1049
Крк = КUк КIк= 0,97 · 25,32 = 24,36
Вычисление физических параметров
Коэффициенты передачи по току:
Сопротивление коллекторного перехода:
Сопротивление эмиттерного перехода:
Приняв h12K = 0,998, получим:
Объемное сопротивление базы:
Полученные результаты расчетов представим таблицей 3
Выводы
1. Коэффициент усиления по току КI значительно больше единицы и почти одинаков для схем ОЭ и ОК и меньше единицы для схемы ОБ.
2. Коэффициент усиления по напряжению КU значительно больше единицы и почти одинаковый для схем ОЭ и ОБ. Для схемы ОК: КU ≈ 1
3. Коэффициент усиления по мощности КP максимальный в схеме ОЭ и минимальный в схеме ОК.
4. Входное сопротивление Rвх при фиксированном сопротивлении нагрузки имеет наибольшее значение в схеме ОК, наименьшее – в схеме ОБ и среднее – для схемы ОЭ.
5. Выходное сопротивление Rвых при фиксированном значении сопротивления источника сигнала минимальное в схеме ОК, максимальное в схеме ОБ и среднее для схемы ОЭ.
Таблица 3 - Результаты расчетов параметров транзистора в режиме малого сигнала
Параметры | Схема включения транзистора | |||
ОБ | ОЭ | ОК | ||
h11,Ом | 22 | 550 | 550 | |
h21 | -0,96 | 24 | -25 | |
h12 | 2,5x10-4 | 0,525x10-4 | ≈ 1 | |
h22, См | 0,55x10-6 | 13,75x10-6 | 13,75x10-6 | |
RВХ, Ом | 22,23 | 549 | 205203 | |
RВЫХ, Ом | 1068728 | 79021 | 42 | |
КU | 43,14 | 43,14 | 0,97 | |
КI | 0,96 | 24,31 | 25,32 | |
КP | 41,4 | 1049 | 24,6 | |
α | -0,96 | 0,96 | 0,96 | |
rk, МОм | ≈ 1,8 | ≈1,8 | ≈1,8 | |
rэ,Ом | 22 | 3,8 | 145 | |
rб,Ом | 454 | 454 | 3,6 МОм |