Вплив інерційності транзистора на роботу автогенератора

Досі при розгляді роботи автогенератора ми нехтували інерційністю транзистора і вважали, що його колекторний струм є синфазним з базовою напругою (рис.3.1а). Струм збуджує контур на резонансній частоті, так що спад напруги на контурі є синфазним зі струмом (бо повний опір контуру є цілком активним і дорівнює ). Цьому спаду напруги дорівнює і є протилежною за фазою напруга на транзисторі . При дійсному і від’ємному (а саме таке значення забезпечує позитивний зворотний зв’язок) напруга дорівнює і протилежна за фазою до .

При врахуванні інерційності транзистора колекторний струм має відставати від керуючої базової напруги та базового струму на кут (рис.3.1б). Оскільки вимоги протифазності і , а також і , зберігаються (бо вони задані структурою схеми), то виявляється, що струм має відставати від спаду напруги на контурі. Це може бути, якщо контур являє собою індуктивний опір. Останнє можливе, якщо генерація відбувається не на частоті , а на частоті . Отже з причини інерційності транзистора частота, яка буде генеруватися, має трохи різнитися від резонансної частоти контуру і бути нижчою від неї.

Кут залежить від багатьох факторів, в тому числі від режиму транзистора і його температури.

Причиною зміни кута від режиму (наприклад, від ) є, у першу чергу, ефект Ерлі. При зміні змінюється товщина збідненого шару на колекторно-базовому переході (головним чином у бік бази), ефективна товщина бази зазнає зміни і час руху неосновних носіїв через базу також змінюється. При зміні температури зазнає зміни коефіцієнт дифузії неосновних носіїв у базі та їх рухливість, що також може спричиняти до зміни часу їх руху через базу і, отже, впливатиме на кут Таким чином відкривається шлях для впливу режиму і температури на частоту генерації, що може бути причиною її нестабільності.

Відхилення частоти , що її генерує автогенератор, від резонансної частоти контуру при заданому куті визначається добротністю контуру

або (при малих кутах ).

З цих формул видно, що при певному куті відхилення частоти від резонансного значення буде тим меншим, чим більша добротність контуру. Отже контур є, так би мовити, “гарантом” стабільності частоти автогенератора, саме він забезпечує мализну змін частоти генерованих коливань незважаючи на дію усіх факторів, що призводять до змін фазового кута . Тим більші вимоги висуваються до стабільності власної частоти самого контуру та його добротності.