Частотні властивості біполярного транзистора

 

Параметри транзистора в діапазоні частот до 800-1000 Гц практично не залежать від частоти. З підвищенням частоти починає проявлятися комплексний характер параметрів транзистора і в першу чергу коефіцієнта передачі струму.

Носії заряду, інжектовані емітерним переходом, переміщуються в базовій області за рахунок дифузії, а також під впливом зовнішнього електричного поля, причому шляхи і швидкості руху окремих носіїв різні. Тому носії, які входять одночасно в базову область, досягають колекторного переходу в різний час, тобто виникає затримування імпульсу колекторного струму І_к відносно емітерного І_Е. Час цього запізнення характеризують кутом фазового зсуву між вхідним і вихідним імпульсом струму.

З ростом частоти час дії зовнішнього прискорюючого поля зменшується, і тому більшу частину базової області носії долають тільки за рахунок процесу дифузії. Це призводить до зменшення амплітуди колекторного струму І_К, що характеризується зменшенням модуля коефіцієнта передачі . Крім того, на підвищених частотах збільшується кут фазового зсуву . Величину часто називають фазою коефіцієнта передачі струму в схемі з СБ. Залежність від частоти виражається рівнянням

 

,

 

де - коефіцієнт передачі струму в схемі з СБ при f = 0;

– гранична частота транзистора (межева частота транзистора для схеми з СБ). Це частота, на якій модуль знижується до величини , або на 3 дБ.

Для схеми з СЕ частотна залежність визначається виразом

 

 

,

де - коефіцієнт підсилення по струму для схеми зі СЕ при f = 0;

– гранична частота підсилення струму в схемі із СЕ, на якій знижується до величини , або на 3 дБ.

Графіки залежності модулів і фаз коефіцієнтів передачі від частоти приведені на рис. 3.9.

а) б)

Рисунок 3.9 – Частотні залежності модулів і фаз коефіцієнтів передачі від частоти

 

З рисунків видно, що межева частота підсилення транзистора, який ввімкнений по схемі з СЕ, нижча, ніж для схеми з СБ, причому більш широкополосним є транзистор з меншим значенням . Це зумовлюється тим, що при збільшенні фазового зсуву між І_Е і І_К базовий струм різко збільшується навіть при відносно невеликому зниженні коефіцієнта . Тому коефіцієнт зменшується з ростом частоти значно швидше коефіцієнта і досягає граничного значення на більш низьких частотах.

Крім того розрізняють граничну частотк підсилення транзистора. Це частота на якій модуль рівняється 1, вона розміщується між межевими частотами і .