12.6 : Частотная характеристика BJT

Частотная характеристика биполярного переходного транзистора (BJT) в конфигурации с общим эмиттером имеет решающее значение для его функциональности, особенно в приложениях, связанных с усилением сигналов переменного тока (AC). Этот отклик можно проанализировать с помощью низкочастотных и высокочастотных эквивалентных схем с учетом различных внутренних параметров и внешних условий.

Низкочастотный отклик: на низких частотах поведение биполярного транзистора определяется его точкой смещения постоянного тока, которая задается напряжением эмиттер-база, током базы и током коллектора. Линия нагрузки, влияющая на работу усилителя, также определяется приложенным напряжением и сопротивлением нагрузки. В этом диапазоне, когда небольшой сигнал переменного тока накладывается на входное напряжение, ток базы колеблется со временем, что приводит к соответствующим изменениям выходного тока. Критические параметры низкочастотной эквивалентной схемы включают сопротивление и крутизну — последняя описывает взаимосвязь между изменениями тока коллектора (IC) и напряжения эмиттер-база (VEB).

Высокочастотный отклик: по мере увеличения частоты входного сигнала эквивалентная схема биполярного транзистора должна учитывать дополнительные элементы, такие как истощающая и диффузионная емкости на переходе эмиттер-база и истощающая емкость на переходе коллектор-база. Эти емкости вносят фазовые сдвиги и частотно-зависимые потери, усложняя поведение биполярного транзистора. Высокие частоты также учитывают эффект модуляции ширины базы, что приводит к конечной выходной проводимости.

Высокочастотная эквивалентная схема объединяет эти сложности, обеспечивая полное представление о работе транзистора при быстрых изменениях сигнала. Эта усовершенствованная схема имеет решающее значение для точного прогнозирования поведения транзистора в высокоскоростных приложениях, что делает ее фундаментальной для проектирования практических усилителей и других электронных устройств.