Частотные свойства биполярных транзисторов

Для анализа частотных свойств транзистора воспользуемся эквивалентной схемой (рис.1):

Рис. 1.

Частотные свойства транзистора рассмотрим в режиме работы, когда эмиттерный переход открыт, а коллекторный закрыт. Величина емкости закрытого перехода Ск предполагается небольшой, и для упрощения анализа ее из эквивалентной схемы можно исключить.

В качестве характеристики транзистора рассмотрим коэффициент передачи по току:

(1)

Токи эквивалентной схемы (рис.1) можно выразить через управляющий заряд q_y, который в данный момент времени находится в базе транзистора.

,

где - время пролета носителей заряда через базу.

где - время рекомбинации носителей заряда в базе транзистора.

Коэффициент передачи по току при временном анализе имеет вид:

(2)

Для того, чтобы получить частотные зависимости транзистора, входной ток и соответственно управляющий заряд представлен гармонической функцией в комплексном виде:

(3)

После подстановки (3) в (2) получим:

Введем переменные:

(4)

Добавив переменную и получим зависимость:

Модуль коэффициента передачи имеет вид:

(5)

На постоянном токе и, следовательно, является статическим коэффициентом передачи транзистора.

На частоте модуль коэффициента передачи равен:

Представим (4) в следующем виде:

(6)

Следовательно, частота является предельной частотой транзистора, на которой

Выражение (6) показывает, что на частотах, близких к предельным, частотную зависимость транзистора можно представить выражением:

(7)