2.5 Частотные свойства транзистора

Все параметры транзистора, в точном представлении, зависят от частоты. Однако для упрощения расчетов принимают, что частотно зависимыми являются только некоторые из них.

В физической эквивалентной схеме частотные свойства отображаются емкостями - переходов: эмиттерной и коллекторной .

В формальной эквивалентной схеме частотные свойства отображаются только зависимостями коэффициентов передачи по току и от частоты, остальные параметры считаются частотнонезависимыми.

На частотах от 0 до 1 кГц коэффициенты передачи остаются постоянными, но с ростом частоты их модули уменьшаются и определяются выражениями

, , (2.17)

где и - коэффициенты передачи по току, при схеме с общей базой и общим эмиттером на нулевой частоте;

и - предельные частоты для схем с общей базой и с общим эмиттером.

Предельные частоты, по определению, это такие частоты, на которых модули коэффициентов передачи по току с ОБ и с ОЭ уменьшаются в раз от своих максимальных значений и .

Кроме предельных, в справочниках приводят значение граничных частот при схеме включения с ОЭ. Граничная частота - это такая частота, при которой модуль коэффициента передачи по току с ОЭ уменьшается до единицы

. (2.18)

Можно найти взаимосвязь предельной и граничной частотами

, (2.19)

если учесть, что , то получим

. (2.20)

Уменьшение коэффициентов передачи по току с ростом частоты объясняется конечной скоростью диффузии неосновных носителей заряда в базовой области. Носители заряда не успевают достичь области коллектора, происходит смена направления электрического поля, которое перемещает их обратно к эмиттеру. Таким образом, они колеблются в области базы, и большее их число успевает рекомбинировать; поэтому ток базы увеличивается, а ток коллектора уменьшается, что и приводит к уменьшению коэффициентов передачи по току в схемах с ОБ и с ОЭ.

2.6 Аналитический расчет усилителя при схеме включения с оэ

Задачей аналитического расчета является определение амплитуд переменных входных и выходных сигналов, определение коэффициентов усиления, входного и выходного сопротивлений усилителя. Постоянные напряжения и токи в данном случае не рассчитываются.

Используя эквивалентную схему транзистора (рис.20), построим эквивалентную схему усилителя, приведенного на рисунке 2.7. При построении амплитудные значения сигналов синусоидальной формы заменены действующими значениями, а также учтено весьма малое значение коэффициента внутренней обратной связи, влиянием которого можно пренебречь. В результате эквивалентная схема усилителя с ОЭ будет иметь вид (рисунок 2.15).

Рисунок 2.15 -. Эквивалентная схема усилителя с ОЭ

Из схемы следует:

, (2.21)

, (2.22)

из последнего выражения найдем

. (2.23)

Определим коэффициент усиления по напряжению

, (2.24)

с учетом того, что , получим

. (2.25)

Знак минус показывает, что выходное и входное напряжения находятся в противофазе.

Коэффициент усиления по току найдем как

. (2.26)

Коэффициент усиления по мощности

. (2.27)

Входное сопротивление

. (2.28)

Выходное сопротивление

. (2.29)

Аналогично рассчитываются параметры усилителей по схеме с ОБ и ОК, для этого достаточно в полученные выражения подставить значения - параметров, соответствующие выбранной схеме включения транзистора.