Дифференциальных сопротивлений

сти дифференциальных параметров в пределах изменения искомой величины, т. е. к замене дифференциальных уравнений алгебраическими. В электротехнической интерпретации такая замена приводит к расчету режима в нелинейной резистивной цепи, топология которой соответствует топологии исходной цепи. Этот метод подробнее будет рассмотрен в гл. 7.

Определение дифференциальных параметров гд„ф.„Р и гд„ф.0бр производится путем построения треугольника в районе рабочей .точки (см. 3.9). Чем меньше размеры треугольника, тем точнее значение определяемого параметра. Треугольники, с помощью которых вычисляются нужные параметры на вольт-амперных характеристиках, называются характеристическими. Часто требуется знать значения соответствующих параметров при больших токах

Точка, в районе которой строится характеристический треугольник, называется рабочей точкой. Выбор ее на вольт-амперной характеристике производится расчетным путем (аналитическим или графическим) и определяется конкретной задачей, которую надо решить с помощью транзистора. Каждой рабочей точке будет соответствовать свой режим использования транзистора по току и напряжению. Чем меньше размеры построенного характеристического треугольника, тем точнее можно определить тот или иной параметр для данной рабочей точки. Для более точного вычисления параметра размеры треугольника берут по возможности наименьшими. Отсюда и возникновение названия «дифференциальные» в определении электрических параметров. С определениями основных дифференциальных параметров р-п перехода мы познакомились ранее (см. § 3.4), ниже проведем краткий анализ систем Z-, Y- и /i-дифференциальных парамеров и раскроем их физический смысл.

2.4. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Методика измерений дифференциальных параметров транзисторов стандартизована в ГОСТ 10868-68, 10869-68, 10870-68, 10871-68. Обычно эти измерения проводятся прибором типа Л2-22.

Рассмотрим кратко некоторые электрические схемы для измерения дифференциальных параметров.

При измерениях дифференциальных параметров на высоких и сверхвысоких частотах для соединения контролируемого прибора с измерительной схемой используются специальные контактные приспособления, имеющие низкие потери и малые значения паразитных емкостей и индуктивностей.

- 2.4. Основные методы измерения дифференциальных параметров ............ 72

Возможно нелинейные элементы характеризовать относительными параметрами, представляющими собой отношения дифференциальных параметров к соответствующим статическим. Так, относительным безразмерным параметром нелинейного элемента является его относительное сопротивление

На 1.8 и 1.9 приведен способ определения дифференциальных параметров триодов с использованием семейств статических анодно-сеточных или анодных характеристик. С этой целью берут небольшие приращения напряжений и токов в пределах рабочего участка характеристики и строят так называемый характеристический треугольник (ABC). С учетом масштаба катеты треугольника на 1.8 позволяют определить значения приращений сеточного напряжения и анодного тока. Приращение анодного напряжения находят как разность напряжений, при которых сняты характеристики, использованные при построении характеристического треугольника. Значения дифференциальных параметров определяют из выражений (1.3) — (1.5). Для семейства характеристик 1.8

Следует указать, что значения дифференциальных параметров зависят от напряжений на электродах триода. На 1.10 приведены типичные кривые, отражающие зависимость дифференциальных параметров от напряжения на сетке при постоянных напряжениях накала и анода.

При последовательном соединении нескольких нелинейных элементов дифференциальное сопротивление результирующей характеристики при каком-то токе равно сумме дифференциальных сопротивлений нелинейных элементов при этом же токе. Это правило основано на том, что производная суммы равна сумме производных.

Наглядное представление о протекающих физических процессах дают Т-образные эквивалентные схемы замещения реального транзистора. Одна из таких схем для переменных составляющих токов представлена на 3.6,а. В этой схеме, кроме дифференциальных сопротивлений обоих переходов, показано объемное сопротивление базы г g, обусловленное геометрическими размерами и материалом полупроводниковой пластинки.

VI11.6. Характеристики кремниевых стабилитронов и схемы их применения: а — схема стабилизатора напряжения при обратном включении стабилитрона; б— то же, при прямом включении стабилитрона; в — экспериментальные кривые зависимости дифференциальных сопротивлений стабилитронов от обратного тока; г — то же, в зависимости от прямого тока для стабилитронов и диодов; д — график зависимости обратного ТКН от обратного напряжения на стабилитроне; е — график зависимости прямого ТКН от прямого тока.

100 200 300 400 50JJ зависимости дифференциальных сопротивлений стабилитронов от тока.

На высоких частотах реактивные сопротивления конденсаторов малосигнальных моделей ( 4.29 и 4.30) могут оказаться меньше дифференциальных сопротивлений эмиттерного и коллекторного переходов, сопротивлений базы и коллектора. Поэтому h- и У-параметры (см. § 4.7) становятся комплексными величинами, зависящими от частоты. С ростом частоты из-за уменьшения реактивных сопротивлений конденсаторов ( 4.20 и 4.30) снижается модуль входного сопротивления \h\\\, растет модуль вход-

Для переменных токов и напряжений достаточно низкой частоты, при которой можно не учитывать влияния емкостей между различными областями транзистора и конечного времени распространения носителей заряда (см. § 4.7), фазовые сдвиги между токами и разностями потенциалов в системе отсутствуют, т. е. эти величины связаны вещественными коэффициентами. Введем понятия дифференциальных сопротивлений эмиттера, базы и коллектора соответственно:

Здесь введены очевидные обозначения дифференциальных сопротивлений затвора г3 и стока гс:

Очевидно, что наилучшие результаты будут получены при возможно большем отношении дифференциальных сопротивлений закрытого к открытому состоянию диода. Кроме того, необходимо потребовать выполнения неравенств для значений сопротивления резистора:

если аналогично определить du;i/diA = гд — диагональную матрицу дифференциальных сопротивлений ветвей дерева. Индексы у матриц g* и гд* означают, что элементы этих матриц определены для значений токов и напряжений на &-м шаге итераций. Именно необходимость такого пересчета на каждом шаге итераций и последующее обращение матриц порядка (и х п) или (q - l)x(g- 1)и являются существенными недостатками метода Ньютона.

Здесь С — матрица контуров графа цепи; г — диагональная матрица дифференциальных сопротивлений цепи. С учетом этого тождества для метода Ньютона можно получить выражение

Диодные ключи применяются для точного и быстрого переключения напряжений и токов. Схемы различных диодных ключей приведены на 11.5. Двух-диодный ключ, приведенный на 11.5 а, при отсутствии управляющего напряжения заперт. При подаче на аноды диодов положительного управляющего напряжения диоды отпираются и ключ замыкается. Напряжение смещения такого диодного ключа определяется разностью прямых напряжений на диодах D\ и D2, При подобранных диодах напряжение смещения лежит в пределах 1... 5мВ. Время коммутации определяется быстродействием диодов. Для диодных ключей обычно используются диоды Шотки или кремниевые эпитаксиальные диоды с тонкой базой. В этих диодах слабо выражены эффекты накопления носителей и их инерционность в основном определяется перезарядом барьерной емкости. Дифференциальное сопротивление открытого диодного ключа равно сумме дифференциальных сопротивлений диодов и может лежать в пределах от 1 до 50 Ом.

равнивания разброса входных дифференциальных сопротивлений. Первичная обмотка импульсного трансформатора выполнена в виде одного витка, при этом количество витков вторичной обмотки определяется коэффициентом передачи тока силового транзистора. Рабочая частота переключения определяется параметрами импульсного трансформатора и материалом магнитного сердечника. Для схем подобного применения она устанавливается в диапазоне 25...50 кГц.