Частотные характеристики биполярного транзистора в схеме с общей базой

Одним из основных факторов, определяющих
частотные характеристики транзистора является
сравнительно медленное диффузионное перемещение
инжектированных носителей от эмиттера к коллектору.
При перемещении носители достигают коллектора не
ранее, чем за время диффузии носителей через базу,
определяемое как
Такое запаздывание приводит к сдвигу фаз между током в эмиттерной и коллекторной цепи. Рассмотрим эти процессы более подробно для биполярного транзистора (БП) в схеме с общей базой.

Длительность импульса в эмиттерной цепи
Время установления тока в коллекторной цепи
Время спада тока до 0 в коллекторной цепи
В обоих случаях причина – размытие фронта импульса

Таким образом, при больших длительностях импульсов эмиттерного тока частота сигналов в коллекторной цепи остается неизменной, амплитуда коллекторного тока составляет
Также наблюдается сдвиг фаз
между
и
Откуда

Совместим эпюры эммитерного и кол-лекторного токов, сдвинув их на
по оси времени. Будем увеличивать частоту переменного сигнала (или, что одно и тоже, уменьшать период эмит-терного тока).
При
“плоского участка” на эпюре
коллекторного тока уже не будет; амплитуда же сохраняется прежней.
При дальнейшем уменьшении периода эмиттерного тока начнет уменьшаться амплитуда коллекторного тока, пос-кольку инжектированные носители не успевают дойти до коллекторного перехода.
На языке коэффициента передачи это значит, что возникла АЧ-зависимость коэффициента передачи α(ω).

БП в схеме с ОБ
Величина α(ω) характеризует коэффициент передачи тока и определяется модулем и фазой φα
Причина возникающей зависимости α(ω)
Инерционность переноса но-сителей от эмиттера к кол-лектору.
Предельная частота усиления по току ωα БП с ОБ − частота входного сигнала, при которой модуль коэффициента передачи уменьшается в раза по сравнению со статическим значением α0

Основное значение в зависимости α(ω) играет зависимость коэффициента переноса κ(ω), которая устанавливается из уравнения непрерывности:
Решение уравнения непрерывности дает следующее выражение для комплексной величины коэффициента переноса:

Из полученного соотношения следует выражение для стати-ческого коэффициента передачи κ(ω = 0):
Путем несложных преобразований из двух предыдущий соотношений получают значение граничной частоты ,
при которой величина κ(ω) уменьшится в
раз:
Однако более точное решение уравнения непрерывности дает следующее выражение для предельной частоты усиления по току :
, где

Конечные результаты преобразований дают выражение для коэф-фициента переноса:
Выражение для угла фазового сдвига φα в этом случае имеет вид:

Для представления в эквивалентных схемах амплитудной и фазочастотной зависимостей α(ω) используют RС-цепочку:
Если входной переменный сигнал α0Iэ, то ток в цепи резистора будет отображать АЧ- и ФЧ-зависимости α0(ω)Iэ.
Расчет показывает, что для RC-цепочки: