Modello ibrido del transistor: differenze tra le versioni

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[[Immagine:Modello a due porte.PNG|right|Modello a due porte generale.]]

[[Immagine:Circuito equivalente generale.PNG|centre|Modello ibrido generale del transistor. In questa configurazione il transistor è un amplificatore.]]

In generale il modello ibrido è rappresentato da una scatola con due porte: cioè un [[Quadrupolo|doppio bipolo]]. Si hanno quindi quattro variabili, due [[Corrente elettrica|correnti]] <math>i_1, i_2</math> e due [Tensione elettrica|tensioni]] <math>v_1, v_2</math>, che si possono mettere in relazione lineare tramite un sistema per esempio:

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è la [[conduttanza]] di uscita con ingresso a vuoto e quindi si misura in [[Siemens]].

La notazione più utilizzata è quella IEEE: (11 = ''i'', ingresso), (22 = ''o'', uscita), (12=''r'', trasferimento inverso), (21=''f'', trasferimento diretto) come evidenziato nel circuito equivalente generale indipendentemente dalla configurazione. Le grandezze in maiuscolo <math>V_1, V_2, I_1, I_2</math> sono più generali perché sono rappresentabili anche i segnali variabili come quelli sinusoidali, in tal caso possono rappresentare i fasori; <math>V_s</math> è il [[generatore di tensione]] con la sua resistenza <math>R_s</math> e <math>Z_L</math> è un'[[impedenza]] di carico. In questa configurazione il transistor è un [[amplificatore]].

=== Transistor come amplificatore ===

*Amplificazione di corrente

:<math>A_I = \frac{I_L}{I_1} = - \frac{I_2}{I_1}</math>

Ma dall'analisi del circuito:

:<math>I_2 = h_f I_1 + h_o V_2</math>

dove

:<math>V_2 = - I_2 Z_L</math>

quindi in definitiva:

:<math>A_I = - \frac{h_f}{1 + h_o Z_L}</math>

è l'amplificazione di corrente. Tenendo conto della resistenza del generatore <math>R_s</math>:

:<math>A_{I_s} = A_I \frac{I_1}{I_s} = A_I \frac{R_s}{Z_i + R_s}</math>

*Impedenza di ingresso

:<math>Z_i = \frac{V_1}{I_1} = \frac{h_i I_1 + h_r V_2}{I_1}</math>

ma secondo quanto detto circa l'amplificazione di corrente:

:<math>V_2 = -I_2 Z_L = A_I I_1 Z_L</math>

quindi in definitiva:

:<math>Z_i = h_i + h_r A_I Z_L = h_i - \frac{h_f h_r}{Y_L + h_o}</math>

dove <math>Y_L = 1 / Z_L</math> è l'[[ammettenza]] di carico, dalla quale dipende l'impedenza di uscita.

*Amplificazione di tensione

:<math>A_V = \frac{V_2}{V_1} = \frac{A_I I_1 Z_L}{V_1} = \frac{A_I Z_L}{Z_i}</math>

cioè l'amplificazione di tensione dipende dall'impedenza di ingresso e da quella di uscita. Tenendo conto della resistenza del generatore abbiamo:

:<math>A_{V_s} = A_V \frac{V_1}{V_s} = A_V \frac{Z_L}{Z_i + R_s}</math>

*Ammettenza di uscita

Per la definizione dell'impedenza di uscita bisogna porre a zero la <math>V_s</math> e <math>Z_L = \infty</math>:

:<math>Y_o = \frac{I_2}{V_2} = h_f \frac{I_1}{V_2} + h_o</math>

ma vale anche:

:<math>V_s = R_s I_1 + h_i I_1 + h_r V_2 = 0</math>

quindi in definitiva:

:<math>Y_o = h_o - \frac{h_f h_r}{h_i + R_s}</math>

cioè <math>Z_o = 1 / Y_o</math> è una funzione della resistenza del generatore.

== Modello ibrido del transistor a giunzione ==