Частотные и импульсные свойства коэффициентов передачи тока

Механизм внутренней инерционности биполярного транзистора и форма представления частотных и импульсных характеристик.

Как всякий усилительный прибор, биполярный транзистор обладает некоторой инерционностью, ограничивающей частотный диапазон усиления и скорость передачи импульсных сигналов. Принципиальная внутренняя инерционность заложена в самом транзисторном эффекте. Она связана с конечным временем переноса неосновных носителей через базу, т. е. с конечным временем установления стационарных распределений носителей в базе и эмиттере п_р(х) и p_N(x) при мгновенном изменении напряжения база—эмиттер. Таким образом, коэффициент передачи эмиттерного тока и коэффициент усиления тока базы должны зависеть от скорости изменения входных сигналов.

В разделе III. 1 коэффициент передачи эмиттерного тока и его составляющие — коэффициент переноса и эффективность эмиттера — считались статическими параметрами и определены для нормального режима соотношениями (IV 1.6) — (IV. 1.8) как отношения соответствующих токов при нулевом напряжении V_hc. При этом выходной коллекторный ток при Уьс < 0 является суммой управляемого и неуправляемого токов (для включения ОБ /_с = a_v/_? + /_co). Анализ частотных свойств прибора основан на исследовании малых токов и напряжений — сигналов, — не содержащих постоянных (неуправляемых) составляющих. Для этого упомянутые выше коэффициенты удобно представить в дифференциальной форме, определив их для нормального режима работы транзистора производными.

В определениях (IV.4.1)-(IV.4.3) опущен индекс N, так как частотные характеристики, как правило, исследуются только в нормальном режиме. Дифференциальные параметры могут отличаться от статических, если они не являются константами (как принято в модели идеализированного транзистора), не зависящими от режима по постоянному току (на самом деле такая зависимость существует).

При дифференциальном определении параметров для коэффициента усиления тока базы остается в силе соотношение.

Как принято в теории линейных цепей, частотные характеристики коэффициентов передачи тока аир исследуются на гармоническом входном сигнале — токах эмиттера или базы, представленных в комплексной экспоненциальной форме 1е^т. Импульсные характеристики исследуются на стандартном импульсном входном сигнале в виде ступенчатого перепада входного тока (эмиттера или базы). Частотные характеристики коэффициентов передачи тока.

представляются в виде амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ), определенных как частотные зависимости их модуля |d, (3|(со) и фазы <�р_ц ц (со). Импульсные характеристики представляются в виде операторных изображений тех же коэффициентов, которые формально получаются из частотных характеристик заменой /со —> s, где s — оператор Хэвисайда-Карсопа.