лекции / shemotech / 3. Биполярные транзисторы

-емкости эмиттерного и коллекторного переходов С_э, С_к ;

-объемное сопротивление базы г_б.

Инерционные свойства транзистора достаточно полно оцениваются коэффициентом передачи входного тока в диапазоне усиливаемых частот. Если период колебаний напряжения на эмиттерном переходе в схеме с ОБ значительно больше времени пролета неосновных носителей в области базы, то все токи в электродах транзистора совпадают по фазе (рис.3.17 а). Коэффициенты передачи входных токов вещественны. С повышением частоты период усиливаемых колебаний может оказаться сравнимым с временем пролета носителей в области базы. Это приводит к отставанию по фазе коллекторного тока от эмиттерного (рис.3.17 б).

Это отставание тока вызвано тем, что при прямом смещении эмиттерного перехода входным сигналом в базу инжектируются носители, которые не успевают достичь коллекторного перехода. Наличие фазового сдвига (рис.3.17 б) между токами коллектора и эмиттера свидетельствует о том, что коэффициент передачи является функцией частоты.

Рис. 3.17. Векторные диаграммы Рис. 3.18. Зависимость модуля и фазового

токов транзистора угла коэффициента передачи эмиттерного

тока от частоты

Для схемы с ОБ комплексный коэффициент передачи тока эмиттера аппроксимируется выражением

(3.26)

(3.27)

(3.28)

Частота , на которой коэффициент передачи эмиттерного тока уменьшается в раз (на 3 дБ) по сравнению с низкочастотным значением, называется предельной частотой коэффициента передачи эмиттерного тока. Предельная частота является критерием классификации транзисторов по частотному диапазону. На рис.3.18 изображены зависимости h_21б и φ от частоты.

Воспользовавшись взаимосвязью коэффициентов передачи токов базы и эмиттера, можно найти частотную зависимость коэффициента передачи тока эмиттера h_21э

(3.29)

Зависимости модуля и фазового сдвига от частоты имеют вид:

(3.30)

(3.31)

Частота , на которой модуль коэффициента передачи тока эмиттера уменьшается в раз по сравнению с его низкочастотным значением, называется предельной частотой коэффициента передачи тока эмиттера. Сравнивая выражения (3.27) и (3.30), можно установить, что частотные свойства транзистора, включенного по схеме с ОЭ, значительно хуже, чем при включении по схеме с ОБ. Это связано с увеличением фазового угла между эмиттерным и коллекторным токами.

Практически частота сравнительно невелика — транзистор может работать и на более высоких. Частота f_гр, на которой модуль коэффициента передачи тока базы становится равным единице, называется граничной частотой транзистора. Увеличение частоты приводит к уменьшению и , что вызывает уменьшение коэффициента усиления по мощности. В качестве обобщающего параметра транзистора, характеризующего его инерционные свойства, используют максимальную частоту генерации, на которой коэффициент усиления по мощности равен единице (k_p=1):

(3.32)

Чем выше граничная частота транзистора и меньше постоянная времени коллекторной цепи , тем лучше его частотные свойства.