4.7 Динамічні властивості бт
Одним з основних факторів, який визначає придатність транзистора до використання в тій чи іншій електронній схемі, є залежність його параметрів від частоти, особливо підсилювальних властивостей. Частотні параметри визначають динамічні властивості БТ. Вони проявляються і їх необхідно враховувати тоді, коли період зміни ЕІС стає сумірним з тривалістю накопичення, розосередження та прольоту носіїв заряду через базу і колекторний перехід. Таким чином, із збільшенням частоти інформаційного сигналу починає проявлятись інерційність транзистора, як елемента схеми, що погіршує параметри транзисторних вузлів. Це зумовлено такими причинами - обмеженим значенням рухомості носіїв заряду; - інерційністю процесів накопичення та розосередження носіїв заряду; -паразитними ємностями переходів (ССВ; СЕВ) і паразитними індуктивностями виводів транзистора. Під впливом цих факторів на високій частоті коефіцієнт передачі струму емітера в схемі зі СБ ˜~ зменшується відносно значення цього коефіцієнта за постійним струмом h21B.
Модуль коефіцієнта передачі струму емітера:
де f - поточне значення частоти; а fh21B – частота, на якій |~| зменшується в раз. Її називають граничною частотою коефіцієнта передачі струму емітера БТ.
Розглянемо залежність коефіцієнта передачі струму бази h21E від частоти (вмикання БТ за схемою із СЕ).
Модуль коефіцієнта передачі струму бази на високій частоті:
Частоту fh21E . на якій | ~| зменшується в раз, називають граничною частотою коефіцієнта передачі струму бази БТ. Порівняння значень граничних частот показує, що fh21Е << fh21В . Таким чином, частотні властивості схем із СБ значно кращі схем із СЕ.
На еквівалентних схемах частотні властивості моделюються за допомогою ємності колекторного переходу. В схемі із СЕ С*=(1+h21E) Ск .
Використовують ще один частотний параметр БТ - межова частота коефіцієнта передачі струму бази, за якої модуль коефіцієнта передачі струму в схемі із СЕ екстраполюється до одиниці.
Якість БТ як активних компонентів характеризуєть їх спроможністю підсилювати потужність коливань. З підвищенням частоти коливань коефіцієнт підсилення потужності зменшується. Для оцінки частотних властивостей БТ в даному випадку використовують максимальну частоту генерації fmax . Це частота, на якій коефіцієнт підсилення потужності GР знижується до одиниці. На частотах f<fmax, коли GР>1, транзистор є активним елементом схеми, а тому можливо його використовувати для побудови генераторів коливань.
Електрони, як відомо, при дифузії мають більшу рухомість, ніж дірки. Тому транзистори типу n-p-n за інших рівних умов більш високочастотні, ніж транзистори типу p-n-p. Для розширення частотного діапазону БТ використовують напівпровідники, в яких рухомість носіїв вища. Значний вплив на частотні властивості БТ має також тривалість пробігу носіїв через базу. Збільшення швидкості пробігу носіїв через базу досягається в тих транзисторах, в яких у базі сформоване електричне поле (у дрейфових транзисторах), що прискорює рух носіїв. Перераховні частотні параметри враховуються при розробці спеціальних високочастотних транзисторних пристроїв.