Die Transistor h-Parameter

Zur Beschreibung von Transistoreigenschaften werden Ersatzschaltbilder verwendet. Bestimmte Verhaltensweisen von Transistorschaltungen werden mit dem Wechselstrom-Ersatzschaltbild hergeleitet und erklärt. Neben dieser Näherungsmethode kann der Transistor aber auch als sogenannte 'black box' definiert werden. Dieses Modell sieht im zu beschreibenden Objekt einen 'schwarzen Kasten' mit zwei Eingangspolen und zwei Ausgangspole. Alle Signale und Messungen an diesem Vierpol beziehen sich nur auf AC-Werte und nicht auf DC-Werte. Die Auswertungen der Messergebnisse führen zu Verhältnisgrößen, Widerstands- und Leitwertgrößen. Es sind gemischte, hybride Größen, daher die Bezeichnung Hybrid- oder h-Parameter.
Transistorvierpol

Die h-Parameter scheinen theoretisch und im praktischen Betrieb recht unanschaulich zu sein. Sie sollen hier nicht unerwähnt bleiben, da sie in den Datenblättern der Transistoren und in Vergleichslisten zu finden sind. Ein paar Grundkenntnisse helfen, viele populärwissenschaftliche Veröffentlichungen im Bereich der Elektronik zu verstehen. Mit den h-Parametern lassen sich mathematische Gleichungen einfacher darstellen.

Die h-Parameter werden stets als reelle Werte gesehen. Zur Darstellung wird eine der vier Größen vorgegeben. Am Eingang wird immer Strom eingeprägt und an den Ausgang immer Spannung angelegt. Die anderen Größen werden unter definierten Bedingungen gemessen. Bei der Indizierung steht die 1 für einen Eingangswert, die 2 für den Ausgangswert. Die erste Indexziffer ist die Abhängige und die zweite Indexziffer ihre Bezugsgröße.

Der Eingangswiderstand h11

Der Ausgang wird kurzgeschlossen. Es wird ein Eingangsstrom eingespeist und die Eingangsspannung gemessen. Die Angabe mit Einfachindex lautet: h11 = hi.
Eingangswiderstand

Der Ausgangsleitwert h22

Der Eingang bleibt offen. An den Ausgang wird eine Spannung angelegt und der Ausgangsstrom wird gemessen. Die Angabe mit Einfachindex lautet: h22 = ho.
Ausgangsleitwert

Die Spannungsrückwirkung h12

Der Eingang bleibt offen und der Eingangsstrom ist I=0. An den Ausgang wird eine Spannung angelegt. Am Eingang wird die Spannung gemessen, die dort vom Ausgang zurückwirkt. Die Angabe mit Einfachindex lautet: h12 = hr.
Spannungsrückwirkung

Die Stromverstärkung h21

Der Ausgang wird kurzgeschlossen. Am Eingang wird ein Strom eingespeist. Der Ausgangsstrom wird gemessen. Die Angabe mit Einfachindex lautet: h21 = hf.
Stromverstärkung

Die Hybridgleichungen

Mit diesen h-Parametern kann eine Transistorersatzschaltung erstellt werden. Aus ihr lassen sich die allgemeinen Hybridgleichungen für den Eingang und Ausgang des Transistorvierpols ablesen.
Hybridgleichungen

Zur Charakterisierung der Transistorgrundschaltung erhalten die Hybridparameter noch einen dritten Index. Somit entspricht h11e dem dynamischen Basis-Emitterwiderstand der Emitterschaltung. Der Transistoreingangswiderstand der Basisschaltung ist h11b. Der Kehrwert von h22e ist der dynamische Kollektor-Emitterwiderstand einer Emitterschaltung. Der dynamische Ausgangswiderstand einer Kollektorschaltung entspricht dem Kehrwert von h22c oder h22k. Die dynamische Stromverstärkung β der Emitterschaltung wird durch h21e beschrieben.