Náhradní schéma tranzistoru

Mějme dvojbran skládající se z časově nezávislých, pasivních nebo aktivních prvků. Označme proudy a napětí podle obrázku. Napětí a proudy mají konstantní i časově proměnnou složku, icelk.(t)=I0+i(t), ucelk.(t)=U0+u(t). Uvažujme jen časově proměnné složky proudu a napětí. Malá písmena na obrázku představují jen tyto proměnné složky.

Nahraďme nyní tento dvojbran náhradním obvodem, který získáme pomocí vztahů mezi proudy a napětími. Existuje více možností. Zvolme často používané hybridní náhradní schéma. Slovo hybridní znamená, že schéma obsahuje jeden zdroj napětí a jeden zdroj proudu.

Předpokládejme, že io=f(uo, ii). Pak můžeme io rozvinout v Taylorovu řadu . Omezíme se jen na rozvoj do prvního řádu. Označíme a dostáváme rovnici  .
Toto představuje první Kirchhoffův zákon pro výstupní obvod.

Dále vezmeme výstupní obvod. Předpokládejme ui=f(ii,uo). Rozvineme opět do Taylorovy řady . Označíme a přepíšeme na tvar
Tato rovnice představuje druhý Kirchhoffův zákon pro vstupní obvod. Na základě těchto dvou rovnic můžeme náhradní schéma nakreslit takto:


Toto je jen jedna z možností, jak hybridní náhradní schéma nakreslit, existují i jiné možnosti.

Toto hybridní náhradní schéma se používá zejména u tranzistoru.

Mějme tranzistor v zapojení se společným emitorem (viz obrázek).

Platí rovnice uvedené výše, tj. pro vstupní obvod (báze-emitor) -ube+hreuce+hieib=0 a pro výstupní obvod (kolektor-emitor) -ic+hoeuce+hfeib==0.

Písmena u a i, která mají jako indexy jen malá písmena, představují pouze časově proměnné složky proudů a napětí. Velká písmena (časově neproměnné složky) vyjadřují pracovní bod tranzistoru.

Je
Veličiny h mají následující význam:
hfe.....proudové zesílení
hie.....vstupní odpor
hoe.....výstupní vodivost
hre.....přenos napětí z výstupu na vstup

Hybridní náhradní schéma je formálně stejné i pro tranzistor v zapojení se společnou bází nebo se společným kolektorem. Existují i jiná hybridní náhradní schémata.

Příklady

Teorie-obsah