Так как электрические сигналы могут иметь разную частоту, то важно знать, как изменяются с частотой параметры транзистора и в первую очередь коэффициент передачи тока (эмиттера или базы), а также коэффициент усиления по мощности. Знание таких зависимостей позволяет определять пригодность транзистора для работы в схемах с сигналами заданной частоты. При изменении частоты сигнала меняется время диффузии инжектированных в базу носителей заряда. Так, если транзистор имеет структуру p-n-типа и если передается сигнал низкой частоты, то период колебаний усиливаемого сигнала значительно больше времени диффузии. В этом случае концентрация инжектированных в базу носителей заряда убывает от эмиттерного перехода к коллекторному.

При передаче сигнала высокой частоты период усиливаемого сигнала становится соизмеримым с временем диффузии и закон изменения концентрации изменяется: в какие-то моменты времени появляются участки с максимальной концентрацией в середине базы, поэтому диффузия носителей происходит и в сторону эмиттерного перехода. Это вызывает усиление рекомбинации носителей заряда в базе, вследствие чего уменьшается эмиттерная составляющая тока, переданного в коллектор , а следовательно, уменьшится коэффициент передачи тока эмиттера α. Инерционность процессов в базе приводит также к фазовому сдвигу между токами и , поэтому H21Б становится величиной комплексной.

При высоких частотах сигнала наблюдаются фазовые сдвиги между эмиттерным и коллекторным токами вследствие того, что движение носителей через базу в коллектор будет происходить сравнительно медленно и изменения тока коллектора запаздывают по отношению к изменениям тока эмиттера. За счет сдвига фаз будет возрастать переменный ток базы, что снизит коэффициент передачи тока базы β, и коэффициент H21Э при высокой частоте будет также комплексной величиной.

Векторные диаграммы, представленные на рис. 1.36, поясняют рассмотренные явления. С изменением частоты изменяются сопротивления барьерных и диффузионных емкостей переходов, при этом чем выше частота, тем меньше емкостное сопротивление. Барьерные емкости коллекторного и эмиттерного переходов включены параллельно p-n-переходам и примерно Одинаковы, но шунтирующее действие коллекторной барьерной емкости больше, чем эмиттерной, так как сопротивление коллекторного перехода значительно выше, чем эмит-терного. Так как через барьерную емкость коллекторного перехода ответвляется часть тока, то ток коллектора уменьшается, а следовательно, уменьшаются коэффициент передачи (усиления) тока и коэффициент усиления по мощности.

Рис. 1.36. Векторные диаграммы токов транзистора в зависимости от частоты

С повышением частоты коэффициенты H21Б и H21Э становятся комплексными, изменяются как их модули, так и фазовый угол между входным и выходным токами. Коэффициент усиления по мощности также уменьшается и становится величиной комплексной. Чтобы оценить частотные свойства транзистора и, таким образом, возможность его работы в схеме с сигналами заданной частоты, вводят частотные параметры:

- предельную частоту коэффициента передачи тока эмиттера в схеме с ОБ , на которой модуль коэффициента передачи тока эмиттера уменьшается в раз по сравнению с его значением на низкой частоте. Аналогично этот параметр определяют для схемы с ОЭ;

- предельную частоту коэффициента передачи тока базы в схеме с ОЭ , на которой модуль коэффициента передачи тока базы H21Э уменьшается в раз по сравнению с его значением на низкой частоте;

- граничную частоту передачи тока базы в схеме с ОЭ , при которой модуль коэффициента передачи тока базы становится равным единице. Частоту измерять легче, чем предельную частоту , поэтому в справочниках обычно приводят значение ;

- максимальную частоту генерации , на которой коэффициент усиления по мощности становится равным единице. Этот частотный параметр является особенно важным, так как устанавливает диапазон частот, в котором транзистор будет обладать способностью усиливать сигналы.

• Назад
• Вперёд