8.4. Частотные свойства биполярных транзисторов

Одним из основных факторов, определяющих пригодность транзистора для использования в той или иной электронной схеме, является зависимость его параметров от частоты.

Частотные свойства транзисторов зависят от:

- материала;

- физической структуры;

- толщины базы;

- скорости процессов диффузии;

- величины эквивалентных емкостей переходов (барьерной и диффузионной), которые начинают сказываться на частотах от десятков килогерц, шунтируя сопротивления и.

Особенно большое значение имеют зависимости усилительных свойств транзистора от частоты. Коэффициенты передачи токов изависят от частоты, что связано с инерционностью процессов, протекающих в транзисторе при прохождении носителей заряда через базовый слой, и изменением концентрации носителей в базе при диффузии неосновных носителей к коллектору. За счет инерционности этих процессов приращения выходного тока запаздывают по фазе относительно приращений входного тока. При высокой частоте следования входных импульсов за время импульса выходной ток не успевает достичь максимального значения и с ростом частоты амплитуда выходных импульсов убывает. Для описания этих явлений коэффициенты передачи токаипредставляются в виде комплексных величин, зависящих от частоты:

, (8.45)

где - значение коэффициента передачи тока для схемы с общим эмиттером в области низких частот;- предельная частота (частота среза). Из выражения (8.45) можно получить амплитудно-частотную (8.46) и фазочастотную (8.47) характеристики коэффициента передачи тока:

; (8.46)

. (8.47)

Физический смысл предельной частоты коэффициента передачи тока базы – частота, на которой модуль коэффициента передачи тока базы уменьшается в раз по сравнению с низкочастотным значением. В справочниках обычно приводится значение граничной частоты коэффициента передачи тока базы. Граничной частотой коэффициента передачи тока базы называется частота, при которой модуль коэффициента тока базы равен единице. Значение граничной частотысвязано со значением предельной частотысоотношением

. (8.48)

Графически АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи тока при включении транзистора по схеме с общим эмиттером представлены на рис. 8.15. Аналогичные соотношения могут быть определены и для коэффициента передачи тока
	Рис. 8.15

при включении транзистора по схеме с общей базой.

Учитывая, что , можно получить соотношение между предельными частотами при различных схемах включения транзистора:

, (8.49)

где - предельная частота (частота среза) для схемы с общей базой.

Графически АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи тока при включении транзистора по схеме с общей базой представлены на рис. 8.16. Коэффициенты передачи тока для обеих схем включения могут
	Рис. 8.16

быть представлены и в операторной форме:

, (8.50)

где и.

Таким образом, транзистор представляет собой усилитель тока в рабочем диапазоне частот от до, гдеилив зависимости от схемы включения. За пределами рабочего диапазона частот транзистор вносит фазовый сдвиг, равный.

Из выражения (8.49) следует, что схема с общей базой имеет более широкий частотный диапазон по сравнению со схемой с общим эмиттером.

Биполярный транзистор для любой схемы включения представляет собой источник тока, управляемый током (ИТУТ).