Транзистора при его вхождении в активный режим работы и частотные (динамические) свойства
Для характеристики инерционных, динамических свойств транзистора изобразим указанные в заголовке временные диаграммы (рис. 1.82). При этом предполагается, что ток эмиттера изменяется скачкообразно.
Наличие задержки при изменении тока iK, характеризуемой временем задержки t3, объясняется тем, что электроны, инжектированные эмиттером, достигают коллектора спустя некоторое время. Плавное нарастание тока коллектора в течение так называемого времени нарастания tH объясняется хаотичностью движения электронов и их различной средней скоростью.
Непосредственно после начала протекания тока iэ ток iб достаточно велик, что объясняется накоплением зарядов в базе транзистора. После накопления этих зарядов ток базы принимает значение, соответствующее коэффициенту bст.
Обратимся к режиму работы транзистора, характерному тем, что имеется переменная составляющая тока базы малой амплитуды. Для анализа таких режимов и раньше (при ручных расчетах) и теперь (при использовании математического моделирования) широко используют комплексный (символический) метод. Обратимся к этому методу.
Пусть Iб — комплексное действующее значение (комплекс действующего значения) переменной составляющей тока базы, а Iк — комплексное действующее значение переменной составляющей тока коллектора. Введем в рас-
смотрение комплексный коэффициент передачи базового тока 
. По определению 
На коэффициент 
оказывают влияние многие факторы, и в первую очередь частота сигнала и емкости p-n-переходов транзистора.
Раньше, при ручных расчетах, частотные свойства транзистора учитывали, включая в соответствующие эквивалентные схемы источник тока, управляемый током и
характеризуемый комплексным коэффициентом 
. При этом обычно использовали несложные формулы, описывающие зависимость коэффициента 
от частоты.
Часто в одну и ту же эквивалентную схему включали и указанный управляемый источник, и некоторые емкости (например, барьерные емкости переходов).
|
При современном машинном анализе электронных схем используют универсальные математические модели транзисторов, правильно моделирующие самые различные режимы. В таких моделях используют управляемые источники с вещественными, а не комплексными коэффициентами 
. При этом полное отражение частотных свойств
транзистора достигается включением в его математическую модель дополнительных элементов, в частности диф-фузионных емкостей. Изложенное очень полезно осознать как пример того, насколько сильно развитие методов вычислений влияет на инженерные подходы при проектировании электронных схем.
Однако использование для представления коэффициента 
комплексных чисел очень наглядно, так как позволяет оценить кроме амплитуды выходного сигнала его сдвиг по фазе по отношению к входному. Этот сдвиг воз-
никает на высоких частотах. По-видимому, такое представление будет использоваться и в дальнейшем.
Кроме коэффициента b, в форме комплексных чисел представляют и другие параметры транзистора 
и
т. д.). Изобразим график зависимости модуля 
от частоты f для транзистора КТ603А (рис. 1.83) и дадим более детальный типичный график зависимости модуля 
от частоты (рис. 1.84). Значение коэффициента
на постоянном токе bпт имеет нулевую мнимую часть, поэтому bпт 
На графиках fпред ОЭ — предельная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером (частота среза), а fгран оэ — граничная частота этого коэффициента (частота единичного усиления). В некоторых книгах в эти термины вкладывают другой смысл.
Для транзистора КТ603А fгран оэ — не менее 200 МГц, а
на частоте 100 МГц выполняется условие 