325 (30)

325

Częstotliwości graniczne tranzystora bipolarnego

Wzmocnienie prądowe (a raczej przenoszenie prądowe) jest zatem opisane funkcją jcdnobiegunową doskonale znaną z teorii obwodów liniowych, gdyż identyczny zapis ma funkcja przenoszenia prostego obwodu RG (do tej analogii wrócimy jeszcze przy omawianiu interpretacji częstotliwości granicznych w schemacie zastępczym tranzystora).

Na rysunku 5.67 przedstawiono charakterystyki częstotliwościowe modułu (w skali logarytmicznej) i fazy (w skali półlogarytmiczncj) współczynnika wzmocnienia prądowego. Na podstawie (5.151) zapis analityczny tych dwu funkcji jest następujący :

l«i(j«)| = A {co) =    —¹    (5.152)

|/1 +co²r_b

<p(oj) = — aretg mr_b    (5.153)

przy czym charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa w postaci logarytmicznej

lg A (w) x lg a_f    dla cor_b <Ą 1

lg A (oj) x lg a₍ - lg (coT_b)    dla cor_b > 1

może być aproksymowana dwoma odcinkami linii prostej, tj.:

—    odcinkiem płaskim o wartości lg a₍ dla a>T_b < 1;

—    odcinkiem o nachyleniu —20 dB na dekadę lub inaczej —6 dB na oktawę (oktawa — odpowiednik dekady w systemie dwójkowym, czyli 6 dB na oktawę oznacza to samo co 2 razy/2 razy) dla ojr_b > 1.

Punkt „zszycia” tych dwu odcinków odpowiada

cot₆ = 1

a częstotliwość spełniająca ten warunek jest nazywana częstotliwością graniczną co_ai

co_ai =—    (5.154)

r_b

Na nieaproksymowanej charakterystyce (ocj (w)| pulsacji oj_ai odpowiada spadek modułu o 3 dB, czyli do wartości otj/j/2. Na podstawie (5.153)

cp (oj = oj_ai) = —45° = —~    (5.155)

Zatem przy częstotliwości sygnału co = co_ai prąd kolektora jest opóźniony w fazie

0    45° w stosunku do prądu emitera, a jego amplituda jest «_f/|/2 razy mniejsza niż amplituda prądu emitera.

Na rysunku 5.67 przedstawiono również charakterystyki częstotliwościowe amplitudy

1    fazy współczynnika wzmocnienia prądowego dla dokładnego rozwiązania równania transportu. O ile charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa pokrywa się bardzo dobrze z otrzymaną w wyniku bardzo uproszczonej analizy, o tyle charakterystyki fazowo-częstotliwościowe różnią się dość znacznie. Na przykład przy częstotliwości co = co_ai przesunięcie fazy w dokładnym rozwiązaniu wynosi: 57° +6° • rj dla tranzystora dryfbowego

57° dla tranzystora bezdryftowego (rj = 0) a nie 45°, jak to wynika z uproszczonej analizy.