Большинство соотношений получено на основе обобщенного метода узловых потенциалов (ОМУП)*. При использовании ОМУП схема в целом заменяется матрицей эквивалентных проводимостей, отображающей как конфигурацию, так и свойства некоторой линейной схемы, аппроксимирующей реальную схему. Матрица проводимостей составляется на основе формальных правил, компонентных и топологических уравнений. При этом усилительные элементы представляются в виде четырехполюсников, описываемых эквивалентными Y-или h- параметрами (пересчитываются друг в друга). Для определения малосигнальных Y-параметров БТ и ПТ используют их эквивалентные схемы. Упрощенная эквивалентная схема биполярного транзистора приведена на рис.2.7. Параметры элементов определяются на основе справочных данных следующим образом:
¨ объемное сопротивление базы 
, где 
- постоянная времени цепи внутренней обратной связи в транзисторе на ВЧ;
¨ активное сопротивление эмиттера 
, при 
в миллиамперах 
получается в омах;
¨ диффузионная емкость эмиттера 
, где 
- граничная частота усиления по току транзистора с ОЭ, 
;
¨ коэффициент усиления тока базы для транзистора с ОБ 
,
где 
- низкочастотное значение коэффициента передачи по току транзистора с ОЭ.
Dr =(0,5…1,5) Ом;
Таким образом, параметры эквивалентной схемы биполярного транзистора полностью определяются справочными данными 
и режимом работы.
Усилительный каскад на биполярном транзисторе с ОЭ является одним из наиболее распространенных усилительных каскадов, в котором эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепей. Схема усилительного каскада с ОЭ для биполярного транзистора структуры п-р-п.
|
|
Наличие ВАХ позволяет рассчитать схему включения транзистора. R к – резистор,включенный в коллекторную цепь транзистора VT.R6 - резистор, включенный в цепь базы, задает положение рабочей точки биполярного транзистора (по току), обеспечивая требуемую работу транзистора в режиме покоя (в отсутствие входного сигнала). С1,2 - конденсаторы, предохраняющие ток базы и коллектора от нарушения режимов работы по постоянному току.
Для усиления в режиме А простейшей является схема установки параметров транзистора фиксированным током базы (рис.2-9). Сопротивление коллектора определяется по закону Кирхгофа, RК = (EК – UРТ)/ IК, где UРТ и IК - параметры выбранной рабочей точки. Сопротивление RБ в цепи базы определяется выражением RБ = (ЕК – UБЭ)/ IБЭ, где ток IБЭ определяется по входной статической характеристике транзистора, исходя из требуемого положения рабочей точки. Зная коэффициент усиления транзистора, ток базы можно в первом приближении определить из тока коллектора: Iб = Iк /β. Напряжение UБЭ известно из входной характеристики. Для кремния это примерно 0,75 V. Линейный режим усиления ограничен допустимой амплитудой сигнала в рабочей точке.
Определение Iк,, 
и Uк для различных токов базы Iб и сопротивлений резистора Rк , можно провести графически. Для этого на семействе выходных характеристик транзистора необходимо провести прямую из точки Eк на оси абсцисс ВАХ резистора Rк, удовлетворяющую уравнению 
.; 
;
Точки пересечения нагрузочной прямой с линиями выходных характеристик дают графическое решение уравнения 
для данного Rб и различных Iб.: 
|
|
При отсутствии в справочных данных ВАХ БТ, координаты рабочей точки могут быть определены аналитическим путем (см. рисунок 2.10):
, где 
- напряжение нелинейного участка выходных статических ВАХ транзистора, 
;
При подаче на вход положительной полуволны синусоидального сигнала будет возрастать ток базы, а, следовательно, и ток коллектора. В результате напряжение на Rk возрастет, а напряжение на коллекторе уменьшится, т.е. произойдет формирование отрицательной полуволны выходного напряжения - каскад с ОЭ осуществляет инверсию фазы входного сигнала на180 град.