Метод измерения входного сопротивления биполярного транзистора в режиме малого сигнала (h11б) на низкой частоте

15. Метод измерения входного сопротивления биполярного транзистора в режиме малого сигнала (h_11б) на низкой частоте

 

Метод измерения  входного сопротивления биполярного  транзистора в режиме малого сигнала (h_11б) устанавливается ГОСТом 18604.10-76 [1].

 

 

1. Аппаратура

 

1.1. Измерительные  установки, в которых используются  стрелочные приборы, должны обеспечивать измерения с основной погрешностью в пределах ±5 % конечного значения рабочей части шкалы.

Для измерительных  установок с цифровым отсчетом основная погрешность должна быть в пределах ±5 % измеряемой величины ±1 знак младшего разряда дискретного отсчета.

1.2. Входное сопротивление  измеряют на любой частоте  в диапазоне 50‒15000 Гц при включении транзистора по схеме с общей базой.

Для транзисторов с граничной или предельной частотой до 500 кГц частота, при которой измеряют входное сопротивление, не должна превышать 1000 Гц.

1.3. Входное сопротивление  измеряют на малом переменном  сигнале. Сигнал считают достаточно малым, если при уменьшении амплитуды генератора в два раза значение измеряемого параметра изменяется менее чем на величину основной погрешности измерения.

1.4. Режимы питания  транзистора по постоянному току ‒ ток эмиттера I_Э (коллектора I_К) и напряжения на коллекторе U_К указывают в стандартах или другой технической документации, утвержденной в установленном порядке, на транзисторы конкретных типов.

1.5. При измерении  входного сопротивления ВЧ и  СВЧ транзисторов должны быть  предусмотрены меры по предотвращению возникновения паразитного самовозбуждения.

В справочном приложении приведены примеры схем подключения  ВЧ и СВЧ транзисторов, предусматривающие  защиту транзисторов от возникновения паразитного самовозбуждения.

1.6. Измерение  входного сопротивления проводят  при включении измеряемого транзистора по схеме с общей базой (h_11б) или по схеме с общим эмиттером (h_11э).

 

2. Подготовка  к измерению

 

2.1. Измерение  следует проводить на установке,  электрическая структурная схема которой приведена на рис. 1 (схема с общей базой) или рис. 2 (схема с общим эмиттером).

 

 

Рис. 1. Схема установки измерения входного сопротивления биполярного транзистора в режиме малого сигнала в схеме с общей базой (h_11б)

 

Обозначения, принятые на схеме: R1, R2, R3 ‒ резисторы; PA1, PA2 ‒ измерители постоянного тока; PV1 ‒ электронный измеритель переменного напряжения; C1, С2 - конденсаторы; G - генератор сигналов; S – переключатель; VT - измеряемый транзистор; PV2 - измеритель постоянного напряжения.

 

 

 

Рис. 2. Схема установки измерения входного сопротивления биполярного транзистора в режиме малого сигнала в схеме с общим эмиттером (h_11Э)

 

Обозначения, принятые на схеме: R1, R2, R3 ‒ резисторы; C1, С2, С3 - конденсаторы; L – индуктивность; G - генератор сигналов; PA ‒ измеритель постоянного тока; PV1 ‒ электронный измеритель переменного напряжения; PV2 - измеритель постоянного напряжения; S – переключатель; VT - измеряемый транзистор.

 

 

2.2. Основные  элементы, входящие в схему, должны  удовлетворять следующим требованиям.

2.2.1. Значение  входного сопротивления электронного  измерителя напряжения должно не менее чем в 100 раз превышать значение входного сопротивления транзистора, указанное в стандартах или другой технической документации, утвержденной в установленном порядке, на транзисторы конкретных типов.

2.2.2. Значения  наводок электронного измерителя напряжения, вызванных пульсацией напряжения источников питания измеряемого транзистора, а также внутренними и внешними наводками в схеме при отсутствии измеряемого сигнала, должны быть не более 2% шкалы. При контроле допустимых значений наводок в зажимы эмиттер—база вставляют резистор с сопротивлением, равным h_11max.

2.2.3. Источники  питания должны обеспечивать  режимы измерения транзисторов по постоянному току и напряжению.

Значение сопротивления  резистора R₁, с учетом внутреннего сопротивления источника постоянного напряжения должно превышать максимальное входное сопротивление измеряемого транзистора не менее чем в 100 раз.

2.2.4. Значение  емкости конденсатора С₂, предназначенного для обеспечения короткого замыкания по переменному току на выходе транзистора, выбирают из соотношения

 

 

где f ‒ частота измерения.

2.2.5. Значение  сопротивления резистора R₂ в цепи генератора или внутреннее сопротивление генератора должно превышать максимальное входное сопротивление измеряемого транзистора не менее чем в 100 раз.

2.2.6. Значение  емкости конденсатора С₁, выбирают из соотношения

 

 

2.2.7. Сопротивление  резистора R₃ не должно превышать 0,01 R₂.

2.2.8. Приборы РА1 или РА2, измеряющие постоянную составляющую тока эмиттера или коллектора, могут быть включены на любом участке цепи, где протекают указанные токи. При задании тока эмиттера I_э из схемы может быть исключен измеритель постоянного тока коллектора РА2, а при задании тока коллектора ‒ измеритель постоянного тока эмиттера - PA1.

2.2.9. Требования  к элементам схемы рис. 2 следует выбирать из соотношений

 

 

где h_11min – минимальное измеряемое входное сопротивление транзистора; h_22max – выходная проводимость измеряемого транзистора, указываемая в технических условиях на транзисторы конкретных типов. Реактивное сопротивление индуктивности L должно не менее чем в 100 раз превышать входное сопротивление измеряемого транзистора. Допускается включение параллельного резонансного контура.

 

 

3. Проведение  измерения

 

3.1. Измерение  входного сопротивления h₁₁ проводят следующим образом.

3.1.1. Транзистор  включают в измерительную схему  и устанавливают режим по постоянному току (ток I_э или I_к и напряжение U_К).

3.1.2. Перед измерением  проводят калибровку. Для этого переключатель В устанавливают в положение 2 и ручкой регулировки чувствительности на электронном измерителе напряжения устанавливают напряжение U_клб, соответствующее положению стрелки на середине или конце шкалы.

3.1.3. Затем переключатель В устанавливают в положение 1 и измеряют напряжение на входе U_эб тем же электронным измерителем напряжения.

3.2. Система калибровки  может отличаться от приведенной  в настоящем стандарте, если  она обеспечивает правильное  соотношение между амплитудой генератора и чувствительностью электронного измерителя напряжения, точность измерения и удобство работы.

 

 

4. Обработка  результатов

 

4.1. Значение  входного сопротивления транзистора h_11б в схеме с общей базой (рис. 1) определяют по формуле

 

.

Значение входного сопротивления транзистора h_11Э в схеме с общим эмиттером (рис. 2) определяют по формуле

 

.

 

4.2. Если значение U₁ поддерживается постоянным, то электронный измеритель напряжения может быть проградуирован непосредственно в значениях измеряемого параметра h₁₁.

 

 

 

Литература

 

1. ГОСТ 18604.10-76 Транзисторы биполярные. Метод измерения входного сопротивления. ИПК Издательство стандартов. М.: 1995 (переиздание 1976 года).