Частотные свойства транзисторов

Диапазон рабочих частот транзистора определяется двумя факторами. Во-первых, наличием барьерных емкостей на p-n переходах. Причем коллекторная емкость влияет значительно сильнее, так как она подключается параллельно большому сопротивлению (рисунок - 16).

Рисунок - 16 Эквивалентная схема для включения биполярного транзистора по схеме с ОЭ с учетом емкостей переходов.

Во-вторых, возникает разность фаз между токами коллектора и эмиттера. Ток коллектора отстает от тока эмиттера на время, требуемое для преодоления базы носителями заряда.

Если ток постоянный, следовательно частота w1 = 0, то сдвиг фаз между током эмиттера и током коллектора j1 = 0 и коэффициент усиления по току b1 = IК / IБ1 будет максимальным (рисунок 17, а). Когда частота w2 > 0, то возникает разность фаз j2 > 0, что приводит к уменьшению коэффициент усиления по токуb2 = IК / IБ2 < b1, так как IБ2 > IБ1 (рисунок 17, б). А если w3 >> 0, то b3 << b2 (рисунок 17, в).

Рисунок - 17 Разность фаз между током коллектора и эмиттера: а – при постоянном токе; б – НЧ; в – ВЧ.

С увеличением частоты коэффициент усиления по току уменьшается. Поэтому для оценки частотных свойств транзистора применяется параметр граничной частоты fгр. Граничной частотой называется такая частота, на которой коэффициент усиления уменьшается в раз. Коэффициент усиления через граничную частоту можно определить по формуле

,

где b0 – коэффициент усиления на постоянном токе; f – частота, на которой определяется коэффициент усиления b; fгр – граничная частота для данного транзистора.