tranzistor kao četveropol
TRANSCRIPT
Tranzistor kao četveropolOsnove fizičke elektronike
Matko Mužević
14. prosinca 2011.
Tranzistor kao četveropol
• Bilo koji sklop ili element koji ima dva izvoda za ulazni signal i dva izvoda za izlazni signal
• Tranzistor ima tri izvoda, tako da je jedan izvod zajednički za ulazni i izlazni krug
• Zanimljivi su nam: – Ulazni napon u1,
– Ulazna struja i1,
– Izlazni napon u2,
– Izlazna struja i2
ZE - spoj
ZB - spoj
• Dijele se u dvije grupe:
1. Pasivni – nemaju energetski izvor unutar izvoda, struje i naponi unutar njega posljedica su vanjske energije npr. filtri, transformatori itd.
2. Aktivni – posjeduju izvor energije unutar četveropola – pojačivači• preduvjet za tranzistor: postojanje linearnih odnosa (mali signali)
• Električne veličine četveropola određene su sa četiri promjenjive veličine, tj. s naponima i strujama na ulaznim i izlaznim izvodima
• Povezujemo ih u dvije jednadžbe s dvije arbitrarno odabrane nezavisne veličine:
• Napravimo li totalni diferencijal dobivamo:
• Ovo možemo napisati u puno preglednijem obliku:
– Umjesto oznaka za diferencijalne veličine koristimo izraze za trenutačne vrijednosti npr. ∆I1 prelazi u trenutačnu vrijednost izmjenične struje i1 itd.
– Umjesto oznaka za parcijalne derivacije koristimo koeficijente h11 itd. koji predstavljaju kontantne veličine i zovu se h-parametrima
• Za tranzistor u ZE – spoju pojedine promjenljive veličine su jednake:
• Za tranzistor u ZB – spoju pojedine promjenljive veličine su jednake:
• A iznosi su im analogni iznosima spoju tranzistora sa zajedničkim emiterom.
• Svi h – parametri su međusobno zavisni, a tu zavisnost određujemo:
• Jednadžbe za spoj sa zajedničkim emiterom:
• I sa zajedničkom bazom:
• Stavljamo:
• Uvrstimo li (*) u (4) i eliminiramo ic dobivamo (kada sredimo):
• Ovo uvrstimo u (3) i sredimo:
• Koristivši relacije
• I uspoređivanjem s relacijama (1) i (2) dobivamo relacije između koeficijenata:
• Gdje smo uveli determinantu:
• Na analogan način se računaju i relacije među drugim koeficijentima.
• Pri pisanju jednadžbi za definiranje četveropola koristili smo u1 i i2 kao nezavisne veličine.
• Ovakvih kombinacija ima 6 ali su nam zanimljive jos dvije:
• Kada su i1 i i2 nezavisne:
• Koeficijenti r nam imaju dimenziju otpora
• Te kada su u1 i u2 nezavisni:
• Parametri g nam imaju dimenziju vodljivosti.
• Sve ove jednadžbe možemo postaviti u obliku matrica:
• Koeficijenti r i g su obično realne veličine pri niskofrekvencijskim primjenama
• Općenito su kompleksne veličine, a onda su parametri z i y
• Parametri h, z i y se međusobno mogu transformirati
• Parametri tranzistora nisu konstantne veličine, ovise o temperaturi i radnoj točki
Ovisnost he o struji kolektora
Ovisnost he parametara odnaponu kolektor-emiter
• h - parametri se najviše primjenjuju za analizu tranzistorskih sklopova
• teži su za razumiti od r i g parametara
• puno lakši za mjerenje
Literatura
• Šurina, T.: Tranzistorska tehnika, Tehnička knjiga, Zagreb, 1984.