Policz prąd, jaki płynie przez tranzystor - jak w emiterze jest opornik 750k, to on głównie ogranicza prąd;
zależność prądu tranzystora od napięcia emiter-baza opisuje wzór Shockleya I=I0*exp(Ube*e/kT), gdzie
I0 to "prąd generacji" (wychodzi bardzo mały, i nie ma co się zastanawiać, jaki), Ube - napięcie emiter-baza,
e - ładunek elektronu, k - stała Boltzmanna, T - temperatura w stopniach K; w temperaturze pokojowej kT/e=26mV.
Można to przeliczyć na przyrost prądu dla niewielkiego wzrostu napięcia emiter-baza: dI/dU = I*e/kT. Z kolei
na oporniku w kolektorze U/I=R (R - opór tego opornika); napięcie na tym oporniku jest napięciem wyjściowym,
napięcie Ube - wejściowym, więc stosunek zmian napięcia wyjściowego do wejściowego jest R*I*e/kT - i to
jest wzmocnienie napięciowe układu. Jak wstawiłem tu prąd, jaki płynie w tym układzie, to mi wyszło 1.5...
Co do wzmocnienia prądowego: liczy się je tak, że na wejście podaje się jakiś prąd, i odbiera się prąd na wyjściu
na zerowej oporności obciążenia; przy małym pradzie tranzystora prąd wpływający do wejścia płynie głównie przez
oporniki polaryzujące bazę (tu są dość małe), i daje pewne napięcie, powodujące zmiany prądu tranzystora (według
wzoru Shockleya). Znając te oporniki i prąd tranzystora można wyliczyć wzmocnienie prądowe - tu jest ono mniejsze
od napięciowego, bo oporniki w bazie połączone równolegle dają opór mniejszy od opornika w kolektorze.
Gdyby prąd tranzystora był znacznie większy, to znacząca część prądu wejściowego popłynęłaby przez bazę tego
tranzystora, i napięcie byłoby mniejsze - więc wzmocnienie nie rosło by proporcjonalnie do prądu tranzystora,
lecz dążyłoby do pewnej wartości maksymalnej - współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystora.
Wzmocnienie mocy = 1/4 iloczynu wzmocnienia prądowego i napięciowego - jest określone przez stosunek mocy,
jaką można odebrać na wyjściu, do mocy dostarczonej na wejście: gdyby na wyjściu było zwarcie, to prąd wyjścia
byłby taki, jak wynika ze wzmocnienia prądowego, ale napięcie byłoby zerowe i moc też; jakby nieskończony opór
- to napięcie byłoby takie, jak wynika ze wzmocnienia napięciowego, ale prąd zerowy, i moc też; jeśli obciążenie
jest tak dobrane, by napięcie spadło o połowę, to uzyskamy połowę prądu, i największą moc - stąd ta 1/4.
Cały ten rachunek jeszcze nie uwzględnia tego, że w tranzystorze występuje oddziaływanie wyjścia na wejście, ale
na ogół tranzystory robi się tak, by było ono niewielkie; przy dużej oporności na kolektorze trzeba to uwzględniać.
Do porządnego opisu tranzystora dla małych sygnałów stosuje się macierze: bierze się cztery wielkości: prąd
na wejściu i na wyjściu, i napięcie na wejściu i na wyjściu, dwie z nich przyjmuje się jako parametry, dwie inne
jako funkcje tych parametrów, i liczy się pochodne każdej z tych funkcji po każdym parametrze przy założeniu,
że drugi z nich się nie zmienia - wychodzą z tego cztery liczby, i one są elementami macierzy.
Przykłady: macierz h. Małe 'i' i 'u' oznaczają składową zmienną prądu i napięcia, z 1 na wejściu, z 2 na wyjściu.
i2=h21*i1+h22*u2; u1=h11*i1+h12*u2; i1 i u2 są parametrami, i2 i u1 funkcjami. Najczęściej stosowana.
Macierz y: i1=y11*u1+y12*u2; i2=y21*u1+y22*u2. Y to jest macierz konduktancji, h mieszana, z - impedancji...
(myślę, że jak popatrzysz na te wzory, to wzory dla macierzy z napiszesz już sam).
Dodatkowo w oznaczeniu macierzy podaje się jeszcze, która końcówka tranzystora jest uziemiona, jeśli emiter
(tak jest w tym układzie), to dopisuje się literę 'e', czyli macierz h tego układu zawiera h11e, h12e, h21e, h22e.
Stosuje się również oznaczenia literowe zamiast 11,12,21,22: 11=i, 12=r, 22=o, 21=f - skróty od input (wejście),
reverse (do tyłu), output (wyjście), forward (do przodu) - np. y11e (yie) to przewodność wejściowa w układzie OE.
Znaczenia elementów macierzy h: h11(hi)=impedancja wejściowa, h12(hr)=współczynnik przenoszenia napięcia
wyjściowego na wejście, h21(hf)=współczynnik wzmocnienia prądowego, h22(ho)=przewodność wyjściowa.
Ale uwaga: chociaż np. i h22, i y22 są przewodnością wyjściową, bynajmniej nie są sobie równe...
Zazwyczaj h21e jest dość stały, h11e zgodny ze wzorem Shockleya, h22 i h12 małe, więc macierz he jest wygodna.