Рассмотрим различные математические модели биполярного транзистора.
Простейший вариант модели Эберса—Молла с двумя источниками тока, управляемыми токами.
Как и для диода, математическая модель транзистора — это совокупность эквивалентной схемы и математических выражений, описывающих элементы этой схемы.
Рассмотрим простейший вариант модели (рис. 1.66), характерный использованием двух управляемых источников. Каждый из них является источником тока, управляемым током.
Определим еще не описанные величины:
?стi— коэффициент передачи коллекторного тока (т. е. инверсный коэффициент передачи тока, индекс i означает инверсное включение);
iкс, iэв — соответственно ток насыщения (тепловой ток) коллектора и эмиттера.
Обратим внимание на то, что тепловой ток обычно значительно меньше обратного тока соответствующего перехода: ток iкс << iко. Это необходимо помнить при использовании систем схемотехнического моделирования.
Именно источники тока, управляемые токами, отражают взаимодействие p-n -переходов транзистора.
Используя первый закон Кирхгофа, можно записать: iэ=iэs· (euбэ/?r- 1) – ?стi·iкs· (euбк/?r- 1)iк= ?ст ·iэs· (euбэ/?r- 1) –iкs· (euбк/?r- 1)
Практически используемые модели дополняются конденсаторами и резисторами. В таких моделях используют достаточно сложные математические зависимости. Эти модели хорошо моделируют транзистор и в установившихся, и в переходных режимах, и при прямом, и при инверсном включении.
Вариант модели Эберса—Молла с одним источником тока, управляемым током.
Часто допустимо считать, что ?стi·iкs= ?ст ·iэб
Это равенство обосновывают, детально рассматривая физическую картину процессов в идеальном транзисторе. Для реальных транзисторов это равенство часто выполняется с большой погрешностью. Обозначим is? ?стi·iкs= ?ст ·iэб
Из выражения ?ст = ?ст / (1- ?ст ) следует, что ?ст = ?ст / (1+ ?ст ) Обозначим ?стi? ?стi/ (1- ?стi) Коэффициент ?стi называют статическим коэффициентом передачи базового тока для инверсного включения (обратным коэффициентом усиления тока в схеме с общим эмиттером).
После преобразований эти соотношения примут следующий вид:
iэ= is · (euбэ/?r- 1) – is · (euбк/?r- 1) + · ( 1 / ?ст) · is · (euбэ/?r- 1) i к= is · (euбэ/?r- 1) – is · (euбк/?r- 1) – ( 1 / ?стi) · is · (euбк/?r- 1)
Последняя система двух уравнений позволяет использовать математическую модель транзистора с одним источником тока, управляемым током, представленную на рис. 1.67.
Этот вариант модели лежит в основе более сложных моделей, широко используемых в практике математического моделирования электронных схем (и применяемых в пакетах программ Micro-Cap, DesignCenter и др.).
Эквивалентная схема транзистора для расчета схем с общим эмиттером
Упрощенные математические модели принято называть эквивалентными схемами.
Рассмотрим эквивалентную схему, которую можно использовать только при прямом (не инверсном) включении в режиме активной работы и режиме отсечки (в режиме насыщения ее использовать нельзя), и в случае, когда амплитуда переменной составляющей тока коллектора, а также амплитуда переменной составляющей напряжения uкэ невелика. При выполнении этих условий в первом приближении выходные и входные характеристики транзистора можно считать линейными.
Резистор с сопротивлением rб отражает факт наличия сопротивления базового слоя транзистора, а резистор с сопротивлением rэ — факт наличия сопротивления эмиттерного слоя. Иногда вместо резистора rэ включают идеальный диод Д, который во включенном состоянии заменяют закороткой, а в выключенном — разрывом.
Емкость С?к, которую иногда включают в схему при ее анализе на переменном токе, отражает факт влияния на ток коллектора переменной составляющей напряжения между коллектором и эмиттером.
В первом приближении С?к = (1 +?) · Ск
где Ск — барьерная емкость коллекторного перехода.
Остальные элементы эквивалентной схемы соответствуют уже полученному выражению
iк = ?ст · iб +i?ко + uкэ · 1/ r?к
Подобные эквивалентные схемы рекомендуется использовать в учебных целях и при простых приближенных расчетах.
Профессиональные расчеты транзисторных схем рекомендуется выполнять с помощью моделирующих программ, использующих современные математические модели транзисторов.
Женственные и притягательные девушки, проститутки в Саратове встречаются с обеспеченным джентльменом для приятного и незабываемого интимного отдыха. Вместе с проститутками города вы наконец то узнаете о всех существующих видах секса. Стильные проститутки в Саратове, сочные и сладкие, они такие изобретательные и профессиональные, что мужчины тают под их чарами. Выбери девушку сейчас.