5.12. Физическая эквивалентная схема бпт и их частотные свойства.

Физическая эквивалентная схема отражает физические процессы, протекающие в транзисторе при прохождении в нём переменных токов.

а) Простейшая Т-образная физическая эквивалентная схема (для схемы с ОБ).

- объёмное сопротивление базы (его надо учитывать, т.к. база делается с небольшой концентрацией примесей.

- сопротивление эмиттерного перехода.

- сопротивление коллекторного перехода.

Генератор тока отражает передаточные характеристики тока.

Элементы, влияющие на частотные свойства транзистора (реактивности) - (для ЭП) и (для КП).

Достоинство схемы в том, что она проста.

б) Поведение транзистора с сигналами высоких частот и эквивалентная схема.

Рассмотрим зависимость коэффициентов усиления по току от частоты усиливаемых сигналов.

- предельная частота транзистора, на которой уменьшается в раз.

- граничная частота, на которой = 1.

Аналогично - предельная частота для схемы с ОБ.

5.13. Объяснение более высокочастотных свойств для схемы с об.

С общей базой

С общим эмиттером

- емкость между входом и выходом. Желательно, чтобы она была меньше, поскольку сигнал со входа на выход может сразу попадать на неё и не управлять токами в транзисторе. В схеме с ОБ , .

Для описания частотных свойств транзистора была предложения физическая эквивалентная схема Джиаколетто.

- объёмное сопротивление базы (так как база делается с небольшой примесью).

Точка Б^/, от которой учитывается чисто явление в эмиттерном и коллекторном переходе.

- сопротивление ЭП (чистое).

- эквивалентное сопротивление между коллектором и эмиттером.

- ёмкость КП (барьерная ёмкость).

- ёмкость, определяющая изменение ширины базы.

- ёмкость ЭП.

- крутизна транзистора по ЭП (мА/В), характеризует как сильно влияет входное напряжение на выходной ток (см. далее полевой транзистор).

С помощью этой эквивалентной схемы можно определить входное и выходное реактивное (комплексное) сопротивление и коэффициент усиления на заданной частоте.

5.14. Расчёт характеристик этой схемы.

- постоянная времени цепи обратной связи.

- коэффициент усиления по току на частоте f.

Решение.

1. ,

2.

3.

4. =

5. =

6. [1/В] (мА)

7. , где - граничная частота.

О пределим с помощью этой схемы входные и выходные сопротивления.

Считаем, что на выходе кз по переменному току (это правда, так как там включается следующий транзистор, входное сопротивление которого низкое).

Аналогично можем построить эквивалентную схему на выходе. Эту схему можно рассчитать, считая на входе эквивалентной схемы режим хх, так как считаем, что сигнал подаётся с такого же транзистора, то есть по схеме с ОЭ, сопротивление которого высокое.

5.15. Работа транзистора в ключевом (импульсном) режиме.

Если на вход не подавать напряжение и нет тока , то на выходе практически не будет, то есть транзистор закрыт и поэтому на выходе .

Если на вход подать большое напряжение (создать большой ), чтобы в транзисторе протекал большой ток , то есть транзистор сильно открылся (шунтирует (закорачивает)) и . То есть транзистор работает аналогично ключу (переключаемому ключу).

- сопротивление, ограничивающее большой ток на входе, чтобы предотвратить выход из строя ЭП транзистора.