Predavanje 8. Frekvencijska svojstva bipolarnih tranzistora. BT radi u ključnom modu. Prolazni procesi.
Značajke rada bipolarni tranzistor na visokim frekvencijama
Granična frekvencija kada je uključen sa zajedničkom bazom
Granična frekvencija kada je uključen sa zajedničkim emiterom
Granična frekvencija
Statičke karakteristike BT-a u ključnom načinu rada
Proces uključivanja struja kolektora... Vrijeme odgode i vrijeme ruba
Proces isključivanja struje kolektora. Vrijeme resorpcije i vrijeme propadanja
Pulsni BT sa Schottky diodom
Značajke rada bipolarnog tranzistora na visokim frekvencijama ... Fizički procesi u BT se ne odvijaju odmah. Kada frekvencija signala postane proporcionalna vremenu glavnih fizikalnih procesa (vrijeme leta nosača kroz bazu, vremena punjenja kondenzatora pn spojeva), pojačavajuća svojstva BT-a se pogoršavaju. Za analizu rada tranzistora s visokofrekventnim signalima koriste se dinamički modeli koji se razlikuju od statičkih uzimajući u obzir utjecaj kapacitivnosti spojeva. U ovom slučaju, barijerski kapaciteti spojeva opisuju procese slične prepunjenju konvencionalnih kondenzatora, a difuzijski kapaciteti uzrokovani akumulacijom i otapanjem neravnotežnih nosača, istovremeno uzimaju u obzir konačnu brzinu njihovog kretanja.
Granična frekvencija kada je uključen sa zajedničkom bazom ... Konačno vrijeme kretanja manjih neravnotežnih nositelja naboja kroz bazu dovodi do faznog zaostajanja struje kolektora od struje baze, stoga omjer prijenosa struje emitera naprijed postaje složeno:
gdje su i kompleksne amplitude struje kolektora i struje emitera, respektivno.
Ako označimo 0 niskofrekventni omjer naprijed, tada se aproksimacija ovisnosti o frekvenciji pomoću veze prvog reda može predstaviti kao:
gdje j- imaginarna jedinica,
f- frekvencija signala,
f - granična frekvencija BT u krugu sa zajedničkom bazom.
Iz formule 8-2 nalazimo modul i argument integrirani koeficijent prijenos
Ovisnosti modula i argumenta koeficijenta prijenosa naprijed emiterske struje o frekvenciji prikazane su na sl. 8-1.
Grafovi (slika 8-1) pokazuju smanjenje modula koeficijenta prijenosa naprijed i povećanje faznog kašnjenja kolektorske struje od struje emitera s povećanjem frekvencije signala. Na graničnoj frekvenciji modul koeficijenta prijenosa prema naprijed opada za faktor, a fazni lag iznosi 45.
Granična frekvencija f omogućuje vam da prosudite svojstva pojačanja BT u krugu s OB.
Granična frekvencija kada je uključen sa zajedničkim emiterom ... U krugu sa zajedničkim emiterom, svojstva pojačanja BT-a određena su složeni omjer prijenosa struje prema naprijed baze:
gdje su i kompleksne amplitude struje kolektora i struje baze, respektivno.
Da bismo otišli u krug sa zajedničkim emiterom, izražavamo ga u terminima:
Zamjenom (8-2) u formulu (8-6) dobivamo
. (8-7)
Formulu (8-7) transformiramo unosom bazni omjer prijenosa struje naprijed na niskoj frekvenciji i granična frekvencija u krugu s OEf β = f (1 – 0 ) :
Formula (8-8) ima isti oblik kao (8-2), ali frekvenciju f β desetke - stotine puta niže f ... Doista, i formula za f β ima oblik:
Ali većina BT-ova β 0 je desetine - stotine.
Grafovi ovisnosti modula i argumenta kompleksnog baznog koeficijenta prijenosa struje o frekvenciji imaju isti oblik kao na sl. 8-1 uz zamjenu f na f β ... Imajte na umu da se opadanje modula događa na mnogo nižoj frekvenciji od opadanja modula.
Granična frekvencija ... Za karakterizaciju frekvencijskih svojstava BT-a često se koristi granična frekvencija. Granična frekvencija f gr Je li frekvencija signala kod koje je modul omjera prijenosa struje baze jednak jedan. Jednadžba za graničnu frekvenciju dobiva se iz njene definicije:
Gdje .
Zanemarujući jedinicu nasuprot i korištenjem formula f β = f (1 – 0 ) , dobivamo f gr = 0 f . S obzirom na to 0 1 , možemo pretpostaviti da je granična frekvencija praktički jednaka graničnoj frekvenciji u krugu s OB:
f gr f . (8-10)
Često referentni podaci daju modul prijenosnog omjera bazne struje na visokoj frekvenciji. f... Pod, ispod visoka razumjeti frekvenciju f zadovoljavanje uvjeta f β << f < f gr... Pod ovim uvjetom, granična frekvencija se može lako izračunati formulom
f gr = f . (8-11)
Sljedeće se također koristi za opisivanje frekvencijskih svojstava BT:
maksimalna frekvencija generiranja f maks, pri čemu je dobitak snage Kp = 1;
vremenska konstanta povratne sprege r B" C DO .
Statičke karakteristike BT-a u ključnom načinu rada ... BT se široko koriste u elektroničkom inženjerstvu kao tranzistorski prekidači. Ključni zadatak je osigurati maksimalni napon opterećenja u otvorenom stanju i minimalnu struju opterećenja u zatvorenom stanju.
Razmotrimo sklop tranzistorske sklopke na bipolarnom n-p-n tranzistoru (slika 8-2). Osnovna struja ja B nastaje primjenom pozitivnog napona U B po otporniku R B(). napon U BITI silicijski tranzistor u otvorenom stanju je približno 0,7 V. Bazna struja uzrokuje pojavu kolektorske struje ja DO teče kroz otpor opterećenja R DO .
U otvorenom stanju ključa na samom tranzistoru, napon U CE treba biti što manji, što odgovara režimu zasićenja.
Ako je bazna struja nula, tada je tranzistor u režimu prekida i mala struja curenja teče kroz otpor opterećenja, jednaka ja KB0 (B + 1). Ovo stanje tranzistorske sklopke je zatvoreno.
Za analizu tranzistora u ključnom načinu, izgradit ćemo liniju opterećenja na obitelji izlaznih I – V karakteristika BT u OE krugu (Sl. 8-3). Iz slike se vidi da postoji određena minimalna bazna struja ja BG, nazvana bazna struja, pri kojoj tranzistor prelazi u način zasićenja. Pri nižim baznim strujama ja B
<
ja BG tranzistor je u aktivnom načinu rada ( ja B1 ,
ja B2 ,
ja B3 na sl. 8-3). Pri većim baznim strujama ja B
>
ja BG tranzistor ostaje u načinu zasićenja. Granica struje baze može se izračunati poznavanjem struje kolektora zasićenja ja KN prema formuli koja vrijedi za aktivni način rada. Napon između kolektora i emitera u načinu zasićenja U KEN obično iznosi desetinke volta i slabo ovisi o struji baze.
Očito, da bi se tranzistor prebacio u način zasićenja, potrebno je opskrbiti baznu struju koja premašuje graničnu struju. Karakteristika koja pokazuje koliko puta struja baze premašuje graničnu struju dubina zasićenja:
Proces uključivanja struje kolektora. Vrijeme odgode i vrijeme ruba ... Primijenimo korak napona na ulaz tranzistorske sklopke U B >> U BITI... U tom slučaju, struja baze će se odmah povećati s 0 na (slika 8-4 (a)). Pratimo promjenu struje kolektora (slika 8-4 (b)). Struja kolektora se pojavljuje sa zakašnjenjem t s . Vrijeme odgode t s zbog činjenice da elektronima ubrizganim iz emitera u bazu treba neko vrijeme da odlete do kolektorskog spoja. Dalje kroz određeno vrijeme t f dolazi do gotovo eksponencijalnog porasta struje kolektora sve dok ne dosegne struju zasićenja ja KN . t f pozvao vrijeme ispred i obično se mjeri između razina struje kolektora od 0,1 ja KN i 0,9 ja KN... Vrijeme fronte je posljedica procesa akumulacije manjinskih neravnotežnih nosača u bazi i ovisi o dubini zasićenja s... Vrijeme fronte je proporcionalno vijeku trajanja manjinskih neravnotežnih nosača u bazi B a opada s povećanjem dubine zasićenja. Kapacitet kolektora također se povećava t f .
Proces isključivanja struje kolektora. Vrijeme resorpcije i vrijeme propadanja ... Razmotrimo sada procese koji se događaju kada je tranzistorski prekidač isključen. Kada je napon na ulazu ključa U B naglo se okrene na nulu ili poprima negativnu vrijednost, bazna struja ne prestaje odmah. Neravnotežni nosači akumulirani u načinu zasićenja stvaraju baznu struju, koja sada ima suprotan smjer (slika 8-5 (a)). Tijekom procesa resorpcije, tranzistor ostaje u načinu zasićenja za vrijeme resorpcije t R, dok struja kolektora ostaje praktički konstantna i jednaka struji zasićenja: ja DO = ja KN(Slika 8-5 (b)). Tijekom t R koncentracija manjih neravnotežnih naboja u bazi opada gotovo jednoliko i najprije doseže nulu blizu kolektorskog spoja. Stoga, nakon isteka vremena resorpcije, tranzistor prelazi u aktivni način rada. Nakon završetka procesa resorpcije, struja kolektora počinje opadati. U tom slučaju se u blizini emiterskog spoja još uvijek zadržava određeni naboj neravnotežnih nositelja, koji se smanjuje kako zbog rekombinacijskih procesa u bazi, tako i zbog njihovog odljeva iz baze. Ovaj proces se odvija iza vrijeme jeseni t cn(Slika 8-5 (b)). Kao rezultat toga, emiterski spoj je također obrnuto prednapet i struja kolektora prestaje. Vrijeme resorpcije proporcionalno je vijeku trajanja manjinskih nositelja u bazi podataka B i raste s povećanjem dubine zasićenja s.
Pulsni BT sa Schottky diodom
... Brzo uključivanje i isključivanje tranzistorske sklopke nameće suprotne zahtjeve za dubinu zasićenja. S povećanjem dubine zasićenja s vrijeme porasta se smanjuje, ali se u isto vrijeme povećava vrijeme apsorpcije pri gašenju. Činjenica je da kada kolektorska struja dosegne zasićenje, proces akumulacije neravnotežnih nosača u bazi ne prestaje, a ubrizgavanje se događa i iz emiterskog i iz kolektorskog spoja (oba su spoja prema naprijed). Zadatak je spriječiti daljnje nakupljanje neravnotežnih nosača u bazi nakon što tranzistor prijeđe u način zasićenja. Prilično učinkovito rješenje ovog problema je korištenje BT sa Schottky diodom (slika 8-6). Varijanta bipolarnog tranzistora sa Schottky diodom obično se naziva Schottkyjevim tranzistorom. Suvremena tehnologija za proizvodnju integriranih sklopova olakšava implementaciju takve kombinacije.
Budući da je napon kolektorskog spoja silicijskog tranzistora u načinu zasićenja 0,7 V, a Schottky dioda (0,2 ... 0,4) V, kolektorski spoj pomaknut tako niskim naponom naprijed praktički ne uzrokuje ubrizgavanje neravnotežnih nosača , čime se smanjuje vrijeme resorpcije t R .
S povećanjem frekvencije, pojačavajuća svojstva tranzistora se pogoršavaju. To je uglavnom zbog dva razloga. Prvi razlog je inercija procesa difuzije, što uzrokuje kretanje rupa kroz bazu do kolektora.
Za usmjereni prijenos čestica potrebno je da njihova koncentracija opada u smjeru prijenosa. Struja rupe u blizini emiterskog i kolektorskog spoja proporcionalna je gradijentu koncentracije rupa u tim presjecima, t.j. proporcionalan kutu nagiba tangente povučene na krivulju raspodjele koncentracije u odgovarajućim točkama.
S brzom promjenom struje ubrizgavanja mijenja se koncentracija rupa na emiterskom spoju. Ali proces promjene koncentracije rupa ne može se odmah proširiti na cijelu bazu i doći do kolektorskog spoja.
Brze promjene koncentracije rupa na emiterskom spoju sa zakašnjenjem dosežu kolektorski spoj i smanjuju se u amplitudi. Pri visokoj frekvenciji amplituda kolektorske struje opada, a ona zaostaje u fazi sa strujom emitera (slika 4.18). Posljedično, s povećanjem frekvencije titranja, pojačavajuća svojstva tranzistora se pogoršavaju.
Pad pojačanih svojstava tranzistora s povećanjem frekvencije očituje se u ovisnosti koeficijenata prijenosa struje emitera i baze o frekvenciji (slika 4.19).
Frekvencija na kojoj modul prijenosnog omjera struje emitera opada za 3 dB (u puta) u usporedbi s njegovom niskofrekventnom vrijednošću naziva se granična frekvencija omjera prijenosa struje emitera ili. Ovisno o frekvenciji, niskofrekventni (< 3 МГц), среднечастотные
(3MHz< < 30 МГц), высокочастотные (30 МГц < < 300 МГц) и сверхвысокочастотные ( >300 MHz) tranzistori.
Frekvencija na kojoj modul prijenosnog omjera bazne struje opada za 3 dB (u puta), u usporedbi s njegovom niskofrekventnom vrijednošću, naziva se granična frekvencija omjera prijenosa bazne struje ().
Na primjer, neka je onda = 0,99. Na graničnoj frekvenciji, na istoj frekvenciji, što odgovara smanjenju vremena.
Ovaj primjer pokazuje da su frekvencijska svojstva tranzistora u OE krugu lošija. Granična frekvencija u krugu s OE je približno jednostruko niža nego u krugu s OB.
Prilikom izračunavanja sklopova, granična frekvencija omjera prijenosa struje u krugu s OE () često se koristi kao parametar, pri kojem modul osnovnog omjera prijenosa struje postaje jednak jedinici (Sl.4.19, b). Frekvenciju je lakše izmjeriti nego graničnu frekvenciju. Stoga referentne knjige obično daju vrijednost. Postoji odnos između granične frekvencije omjera prijenosa struje u krugu s OE () i odgovarajuće granične frekvencije:
Gif align = desno> Kašnjenje kolektorske struje u odnosu na struju emitera na visokoj frekvenciji ilustrira se vektorskim dijagramom struja u tranzistoru (slika 4.20). Veća frekvencija signala odgovara većem kutu kašnjenja. Iz vektorskih dijagrama može se vidjeti da s povećanjem frekvencije raste kut zaostajanja, smanjuje se modul struje kolektora, a time i koeficijentni modul, ali modul struje baze raste još brže, pa se stoga i modul koeficijenta jednako brzo smanjuje:
Drugi razlog koji pogoršava svojstva pojačanja tranzistora s povećanjem frekvencije je kapacitet barijere kolektorskog spoja.
U ekvivalentnom krugu stupnja pojačala na tranzistoru s OB (sl.4.21) za visoke frekvencije se vidi da kapacitivnost šantira otpor (otpori i mogu se zanemariti, jer su veliki u usporedbi s i). Uobičajeno, možemo pretpostaviti da je ranžirni učinak kapacitivnosti vidljiv kada njegov otpor postane manji od ranžiranog, t.j.
Ako prihvatite = 0, tada se frekvencijska svojstva kolektorskog kruga samog tranzistora mogu procijeniti pomoću jednakosti:
Ili, (4.41)
gdje je kutna frekvencija, počevši od koje treba uzeti u obzir ranžirni učinak CK; - parametar tranzistora, nazvan vremenska konstanta povratnog kruga na visokoj frekvenciji.
Manje , što više, t.j. što je viša granična frekvencija kolektorskog kruga.
Treba napomenuti da na tim frekvencijama tranzistor još uvijek može pojačavati i stvarati električne vibracije. Oscilator je pojačalo sa zatvorenom pozitivnom povratnom spregom, kada se signal s izlaza samog pojačala dovodi na ulaz, a pojačalo se "ljulja".
Ali postoji određena maksimalna frekvencija (ili frekvencija generiranja) na kojoj pojačanje snage tranzistora postaje jednako jedinici = 1. Na višim frekvencijama, tranzistor konačno gubi svojstvo pojačanja. Ova frekvencija je ista za sve sklopove tranzistora i definirana je kao
. (4.42)
Maksimalna frekvencija titranja je najveća frekvencija na kojoj tranzistor može generirati u oscilatorskom krugu .
Posljedično, jedan od glavnih razloga za ograničavanje gornje granice frekvencije rada tranzistora je prisutnost difuzijske kapacitivnosti emiterskog spoja i, kao posljedica toga, inercija difuzijskog procesa u bazi. Jasno je da su tranzistori male snage s točkastim emiterskim spojem i tankom bazom veće frekvencije od spojnih tranzistori velike snage dizajniranih za visoke napone, t.j. sa širom bazom.
Za poboljšanje frekvencijskih svojstava tranzistora potrebno je natjerati da se manjinski nosači ubrizgani u bazu brže kreću prema kolektorskom spoju. Zbog toga je baza nekih tranzistora dopirana neravnomjerno: jača na emiterskom spoju i slabija na kolektorskom spoju. U res
ultate, na emiterskom spoju je koncentracija većinskih nositelja povećana, a na kolektorskom spoju smanjena.
Kada se unutar baze uspostavi ravnotežno stanje, dio većinskih nositelja difundira od emiterskog spoja do kolektorskog spoja. Nekompenzirani ioni nečistoća ostaju u blizini emiterskog spoja, a višak većinskih nositelja nastaje u blizini kolektorskog spoja. U bazi se pojavljuje difuzijsko električno polje, koje za p-n-p- tranzistor je usmjeren od emiterskog spoja prema kolektorskom spoju. Ovo polje se ubrzava za manjinske nosioce koji se kreću od emiterskog spoja do kolektorskog spoja.
Rupe ubrizgane u bazu pomaknut će se od emiterskog spoja do kolektorskog spoja ne samo zbog difuzije, već i zbog drifta, t.j. brže. Takvi tranzistori se nazivaju zanositi Za razliku od bez zanošenja , čija je baza ravnomjerno legirana. Frekvencijska svojstva drift tranzistora su mnogo bolja.
Za izračun granične frekvencije potrebno je poznavati kapacitete barijera spojeva i otpore baze, emitera i kolektora. Kapacitet kolektorskog spoja je poznat. Izračunajmo kapacitivnost barijere emiterskog spoja. Da biste to učinili, potrebno je odrediti površinu bočne površine emitera.
Izračunajmo kapacitivnost barijere emiterskog spoja za zadani prednji napon emiter-baza U (0,5 V).
Proračun je pokazao da je kapacitet emitera manji od navedenog. Ako bi se pokazalo da je veći, bilo bi potrebno smanjiti površinu emitera ili koncentraciju nečistoća u emiteru.
Izračunajmo otpor emitera. Jednaka je zbroju otpora tijela emitera rte i diferencijalnog otpora u radnoj točki crveno. Budući da je granična frekvencija postavljena na struju emitera od 0,5 A, diferencijalni otpor se određuje na toj struji.
Nađimo otpor tijela emitera.
Izračunajmo diferencijalni otpor emitera.
Izračunajmo otpor emitera.
Izračunajmo otpor tijela kolektora rk. Brzina tranzistora i pad napona na njemu u zasićenom stanju ovise o otporu tijela kolektora. Stoga bi trebao biti što manji. Pretpostavimo da je pokretljivost elektrona u epitaksijalnom sloju kolektora nk = 1500 cm2 (Vs).
Odredimo specifični otpor kolektora.
Izračunajmo nemoduliran otpor epitaksijalnog sloja kolektora uzimajući u obzir širenje SCR-a u područje kolektora. Granična frekvencija je postavljena na napon kolektor-baza jednak 5 V. Stoga ćemo izračunati širenje SCR-a u područje kolektora pri tom naponu.
Osnovni otpor je neki učinkovit otpor za izmjeničnu baznu struju između jastučića i središta emitera. Uključuje tri serijski spojena otpora: otpor kontakata baze, otpor pasivnog područja baze (između ruba emitera i najbližeg ruba kontaktne pločice), otpor aktivnog područja baze (između središta i rubova emitera).
Izračunajmo otpor aktivne baze, uzimajući u obzir činjenicu da postoji niska razina ubrizgavanja. Na visokoj razini ubrizgavanja, otpor aktivne baze se smanjuje (modulacija otpora baze). U ovom slučaju, može se izračunati, na primjer, kao u.
Izračunajmo otpor pasivne baze
Izračunajmo otpor baznih kontakata. Tipična vrijednost kontaktnog otpora? C aluminij-jako dopirani p-silicij 10-4 - 10-5 Ohm cm2
Ukupni otpor baze je
Granična frekvencija u krugu zajedničkog emitera približno je jednaka graničnoj frekvenciji u krugu zajedničke baze. Granična frekvencija može se izračunati određivanjem vremenske konstante prijelaza u krugu zajedničke baze. Vremenska konstanta je zbroj vremenske konstante emitera Re Ce, vremenske konstante kolektora (rk + rb) Ck, osnovnog vremena leta prb i vremena leta kolektora SCR? Prk.
Izračunajmo vrijeme leta kolektorskog spoja za napon između kolektora i baze Ukbfg. Postavimo pokretljivost elektrona u kolektoru k = 1500 cm2 / (Vs). Za izračunavanje vremena leta najprije odredimo širinu kolektorskog SCR Lk1.
Vrijeme leta kolektorskog spoja nalazi se kako slijedi
Dobivena vrijednost može biti pogrešna ako elektroni u SCR dosegnu graničnu brzinu u siliciju Vs jednaku 107 cm/s. Provjerimo ovo stanje. Odredimo brzinu drifta elektrona u SCR
Brzina drifta prelazi granicu. Stoga, da bi se odredilo vrijeme leta, treba poći od činjenice da je brzina nosača jednaka graničnoj. Da biste odredili vrijeme leta, podijelite širinu SCR s maksimalnom brzinom.
Pri izračunavanju vremena leta elektrona u bazi potrebno je uzeti u obzir neravnomjernu raspodjelu nečistoće koja dovodi do pojave električnog polja u bazi. Da bismo to uzeli u obzir, koristi se koncept faktora polja u bazi. Faktor polja uvodi se za procjenu jačine utjecaja ubrzavajućeg polja u bazi na gibanje manjinskih nositelja. Pokazuje koliko je puta razlika potencijala u bazi, nastala zbog ugrađenog polja, veća od toplinskog potencijala t. Faktor polja treba uzeti u obzir samo kada je razina ubrizgavanja niska.
S povećanjem frekvencije, parametri tranzistora se dramatično mijenjaju. Najvažnija je frekvencijska ovisnost koeficijenta prijenosa struje emitera α (ili baze β). Može se pokazati da:
Ovo je složena vrijednost. Karakteriziraju ga modul α (ω) i faza φ α:
Iz formule se vidi da povećanjem ω α - opada, t.j. s povećanjem ω, proces rekombinacije nositelja u bazi se povećava.
Frekvencijska svojstva tranzistora se poboljšavaju smanjenjem debljine baze. w a s porastom koeficijenta difuzije D manjinski nosioci naboja:
Treba imati na umu da se smanjenjem debljine baze povećava njegov volumenski otpor, a to je loše.
Što je veća mobilnost nosača naboja, to su veća frekvencijska svojstva tranzistora.
Tako p-p-p tranzistori su veće frekvencije od p-p-p, od pokretljivost elektrona je veća od pokretljivosti rupa.
Silicijski tranzistori imaju manju pokretljivost nosača, pa su stoga manje visokofrekventni od germanijevih tranzistori, pod svim ostalim jednakim uvjetima.
Frekvencije na kojima se modul koeficijenta prijenosa struje emitera α (ω) smanjuje √2 puta (3dB) u odnosu na njegovu vrijednost na niskoj frekvenciji naziva se granična frekvencija koeficijenta prijenosa struje emitera i označava se f α ili ω α = 2 π f α :
gdje je α 0 modul koeficijenta prijenosa struje pri niskoj frekvenciji (ω = 0).
Treba napomenuti da će tranzistori izrađeni od istog materijala, ali s različitim debljinama baze, imati različite f α .
Može se pokazati da je granična frekvencija u krugu s OB jednaka:
Za dobivanje visokih frekvencija, na primjer za germanij Ge f α = potrebno je 100 MHz w < 4 mikrona.
Granične frekvencije povezane su s difuzijskim kapacitetom emitera C ed omjer:
Za inženjerske izračune možete koristiti formulu:
Dakle, amplituda i fazno-frekventne karakteristike koeficijenta prijenosa su kao što je prikazano na slici (puna linija označava stvarne ovisnosti izračunate prema točnijim formulama, isprekidana linija - one izračunate):
Osnovni omjer prijenosa struje (β) u krugu sa zajedničkim emiterom ovisi više o frekvenciji nego α u shemi sa zajedničkom bazom.
To nije povezano sa smanjenjem α, već s povećanjem φ α. Na niskim frekvencijama, struja ja DO i ja E su u fazi:
Na visokim frekvencijama, struja ja DO počinje zaostajati u fazi ja E i smanjenje apsolutne vrijednosti, a ja b raste nekoliko puta:
Fazni pomak na frekvenciji ω<0,1ω α (не превышает 7°) можно учесть поправочным коэффициентом:
Granična frekvencija koeficijenta prijenosa struje u krugu s OE je približno (1 + β 0) -put manja od granične frekvencije koeficijenta prijenosa struje emitera u krugu s OB, tj.:
β 0 se smanjuje na 0,7 β 0 na frekvenciji (1-α 0 ) f α i do 1 za | h 21b | = 0,5.
Glavni parametri koji karakteriziraju visokofrekventna svojstva tranzistora uključuju granične i granične frekvencije, i to:
granična frekvencija f T pojačanje struje u krugu sa zajedničkim emiterom (u ovom slučaju, β = h 21e =1);
granična frekvencija * pojačanja snage pri kojoj k p =1;
gdje f α - u Hz; r" b S Do - (p.s).
Vremenska konstanta petlje povratne sprege počinje igrati važnu ulogu u određivanju maksimalne frekvencije titranja. r" b S Do .
Za povećanje f maks treba povećati f α i smanjiti r" b S Do .
3.granična frekvencija f α koeficijent prijenosa struje u krugu sa zajedničkom bazom, na kojoj je α = 0,7 α 0:
gdje t = 1.2 za tranzistore bez pomaka (difuzije);
t = 1.6 za drift tranzistore.
4.granična frekvencija f β pojačanje struje u krugu sa zajedničkim emiterom, u kojem je β = 0,7 β 0:
Odaberite f α ≥ (3 ÷ 4) f gornji brkovi
Prilikom odabira vrste tranzistora za širokopojasno pojačalo, uzmite u obzir sljedeće:
1. Tranzistor mora biti dovoljno važan f α , što umanjuje izobličenje frekvencije stupnja pojačala. Obično f α ≥ (3 ÷ 4) f v , gdje f v -Navedena gornja frekvencija propusnog pojasa pojačala.
2. Tranzistor bi trebao biti što veći f β , što povećava pojačanje pozornice. U tom slučaju poželjno je imati najmanji mogući raspon u ovom parametru.
Da. tranzistor za rad na visokim frekvencijama mora imati malu debljinu baze (w), niska volumna otpornost baze (r" b ) i malog kapaciteta S Do . Ovi zahtjevi su kontradiktorni, jer:
smanjenje w uzrokuje povećanje r" b ;
smanjenje G" b uzrokuje povećanje S Do (budući da se koncentracija nečistoća u bazi povećava) i smanjuje probojni napon kolektora U Do uzorci .
U tom smislu, granične frekvencije tranzistora bez drifta relativno su niske.
