Влияние инерционности носителей заряда и паразитных параметров АЭ на усилительные возможности ГВВ.

Известно, что с ростом частоты сигнала усилительные возможности АЭ уменьшаются. Это свойственно всем видам транзисторов и генераторных ламп. Рассмотрим это явление на примере биполярных транзисторов.

Наиболее сильное влияние инерционность носителей заряда оказывает на коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером

.

На рисунке показан характер уменьшения модуля коэффициента усиления по току от частоты. При расчетах ГВВ используются понятия предельных частот транзистора:

1. - частота, на которой модуль коэффициента усиления по току в схеме с общим эмиттером уменьшается в раз;

2. - частота, на которой модуль коэффициента усиления по току в схеме с общим эмиттером становится равным единице;

3. - частота, на которой модуль крутизны проходной характеристики транзистора уменьшается в раз;

4. - частота, на которой модуль коэффициента усиления по току в схеме с общим базой уменьшается в раз

На рисунке показаны две предельные частоты и , а также области низких, средних и высоких частот транзистора.

Низкими частотами считаются частоты, на которых инерционностью носителей заряда и влиянием паразитных параметров можно пренебречь

.

Средними частотами считаются частоты, на которых инерционностью носителей заряда оказывает уже заметное влияние, но влиянием паразитных параметров АЭ можно пренебречь

Частоты выше считаются высокими частотами для транзистора. Чаще всего транзисторы работают именно в этой области. Для этой области можно использовать аппроксимирующую формулу для расчета следующего вида

.

Для объяснения поведения транзистора в диапазоне частот пользуются эквивалентными схемами замещения. В области низких частот эквивалентная схема замещения биполярного транзистора, включенного с ОЭ, достаточно проста и имеет вид

На рисунке сопротивление имитирует распределенное сопротивление базы транзистора, сопротивление учитывает влияние проницаемости транзистора D, сопротивление - сопротивление рекомбинации в базе неосновных носителей заряда.

Величина этого сопротивления рассчитывается по формуле

где - коэффициент передачи напряжения от входных клемм к базо-эмиттерному переходу

.

В области низких частот коэффициент передачи величина действительная и определяется из соотношения

.

По коллекторной цепи транзистор выступает как источник тока, величина которого зависит от напряжения на базо-эмиттерном переходе

В области средних частот эквивалентная схема замещения транзистора усложняется, поскольку приходится учитывать технологические параметры транзистора, такие как емкости базо-эмиттерного и базо-коллекторного переходов.

На рисунке емкость - барьерная емкость закрытого базо-эмиттерного перехода; - емкость открытого базо-эмиттерного перехода; -активная емкость закрытого базо-коллекторного перехода; -пассивная емкость закрытого базо-коллекторного перехода.

Наличие емкостей существенно снижает коэффициент передачи от внешних зажимов транзистора к базо-эмиттерному переходу, и это приводит к уменьшению тока коллектора, т.е. снижению его усилительных свойств по току.

В области высоких частот в эквивалентной схеме замещения транзистора приходится учитывать не только технологические параметры транзистора, но и его конструктивные особенности и параметры. Прежде всего, это касается индуктивностей вводов транзистора и его паразитных емкостей на корпус. Упрощенная схема замещения показана на рисунке.

Учет технологических и конструктивных параметров приводит к существенному усложнению расчетных формул, полученных ранее. Этим объясняется громоздкость соотношений, приводимых в различных методиках энергетического расчета ГВВ.

Дата добавления: 2015-07-24