1.1.10. Роль коллекторной емкости транзистора

При изменении напряжения на коллекторном переходе внешний ток I_К на высоких частотах меньше, чем I_Э или I_Б, т.к. часть тока генераторов расходуется на заряжение емкостей С_К или С_К^*. В схеме ОБ при коротком замыкании на выходе сопротивление r_Б окажется соединенным параллельно с емкостью С_К. Постоянную времени такой цепочки называют постоянной времени базы _б, а также постоянной времени цепи обратной связи _ос

_б_ос= r_БС_К (24)

Если положить _=0, эта постоянная времени будет определять предельное быстродействие транзистора. Если в цепь коллектора включено сопротивление R_К, оно складывается с r_Б. Обычно R_K>>r_Б поэтому инерционность распределения тока в коллекторной цепи будет определяться постоянной времени R_КС_К. Инерционность транзистора при наличии нагрузки в схеме ОБ характеризуется эквивалентной постоянной времени __oe

__oe=_+ R_КС_К (25)

Аналогично, для схемы ОЭ вводится эквивалентная постоянная времени _oe

_oe=+ R_КС_К^*=+(+1) R_КС_К(26)

Схема замещения на рис. 12 не раскрывает суть физических процессов, определяющих частотную зависимость . Для расчета частотных характеристик в схеме ОЭ часто применяется физическая эквивалентная схема, приведенная на рис. 13. Ее называют также гибридной и П-образной.

В этой схеме генератор тока в выходной цепи управляется напряжением на эмиттерном переходе, которому соответствует некоторая условная точка Б внутри транзистора. Частотно независимый параметр S имеет смысл внутренней крутизны.

S=dI_К  dU_Б__Э =₀  r_Э=I⁰_К _T, (27)

где I⁰_К – постоянная составляющая тока в рабочей точке.

Параметры r_Б, r_К, C_К, C_Э, – те же, что и ранее, остальные определяются соотношениями

r_КЭ =r^*_К, C_КЭ=C^*_К, r_Б__Э=r_Э(+1) (28)

Распределенное сопротивление базы r_Б зависит от I⁰_К

(29)

Частотная зависимость тока выходного генератора определяется частотной зависимостью напряжения на емкости С_Э, которая заряжается током базы с постоянной времени r_Б__ЭC_Э=(+1)r_Э C_Э=_=. С учетом соотношений (20), (23), (27) получаем:

(30)

1.1.11. Транзистор в режиме усиления

При использовании транзистора в качестве усилителя в его выходную цепь включается нагрузка, сопротивление которой будем для простоты считать чисто активным. На рис.14 усилитель на транзисторе изображен в обобщенном виде как четырехполюсник: в выходную цепь включено сопротивление нагрузки Rн; во входной цепи действует источник сигнала, создающий переменное напряжение, , которое должно быть усилено.

Т ри возможные схемы включения транзистора в качестве усилителя представлены на рис.15. В схемах с ОБ и с ОЭ сопротивление нагрузки R_н включено в коллекторную цепь последовательно с источником коллекторного напряжения , в схеме с ОК нагрузка включена в цепь эмиттера. Во входные цели включены источники усиливаемого напряжения и напряжения смещения , (ОБ) или (ОЭ, ОК), позволяющие установить рабочую точку на практически линейном участке характеристики, где искажения при усилении минимальны.