Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 14

На повышенных частотах () проявляется инерционность транзистора, связанная с конечным временем пролёта носителей заряда через базу. При открытом эмиттерном переходе последний может быть представлен параллельным соединением сопротивления рекомбинации и диффузионной ёмкости, которая в этом случае значительно превышает барьерную ёмкость .

В закрытом состоянии эмиттерного перехода сопротивление  стремимся к бесконечности, ёмкость  исчезает и главную роль играет барьерная ёмкость. Эквивалентная схема эмиттерного перехода представляет соединение  и . Упрощённые эквивалентные схемы биполярного транзистора имеют вид:

а                                                                       б

Рис. 4. Упрощенные эквивалентные схемы БТ на повышенных частотах при открытом (а) и закрытом (б) эмиттерном переходе.

Векторные диаграммы токов и напряжений, действующее на эмиттерном переходе при повышенных частотах изображены соответственно на рис. 5 а  и б.

а                                                                   б

Рис. 5. Векторные диаграммы, поясняющие процессы

в БТ на повышенных частотах.

Из векторной диаграммы следует, что при открытом эмиттерном переходе совместное влияние  и  вызывает появление фазового сдвига  между напряжениями  и , а следовательно, отставание  от напряжения на базе  .    зависит от частоты усиливаемых колебаний, т.е. зависимость  и  уже не определяется статической проходной ВАХ транзистора. Она становится неоднозначной, зависимой от частоты. В результате на повышенных частотах проходная статическая ВАХ для расчёта работы транзистора неприменима.

Инерционность транзистора количественным образом отражается на энергетических параметрах генератора: с ростом с ростом частот они уменьшаются. Кроме того при открывании и закрывании эмиттерного перехода длительности переходных процессов различны, а это в свою очередь приводит к искажению импульсов  выходного тока при работе БТ с отсечкой.

Для ослабления зависимости от частоты и увеличения стабильности основных энергетических параметров современных ГВВ применяют различного рода корректирующие цепи. Цель коррекции – устранить зависящий от частоты  фазовый сдвиг  и .

Простейшая корректирующая цепочка представляет собой параллельно соединённые сопротивления и ёмкость, включённые в базовую или эмиттерную цепь транзистора (рис. 5.). Для примера рассмотрим эмиттерную коррекцию.

Для расчёта параметров эмиттерной корректирующей цепочки применяются следующие соотношения:

, где , , , .

Эмиттерная коррекция эффективна при выполнении неравенства:

Рис. 5. Эмиттерная корректирующая цепочка.

На практике чаще применяют эмиттерную коррекцию в упрощённом варианте:

Рис. 6. Упрощенный вариант эмиттерной корректирующей цепочки.

Эмиттерная коррекция, как и базовая, восстанавливает форму импульсов тока , который синфазен с напряжением между точками . Таким образом, в дальнейшем целесообразно рассматривать транзистор, имеющий электроды .

Применение корректирующих цепей позволяет выровнять частотные зависимости энергетических параметров усилителя  ослабить влияние данного каскада на предшествующие из-за возрастания его входного сопротивления; устранить высокочастотные искажения коллекторного тока, что позволяет рассчитать режим транзистора по общей методике с помощью  и                      -коэффициентов.

Эмиттерная коррекция обеспечивает дополнительное преимущество: ослабляется влияние транзистора на выходную согласующую цепь. Потому более целесообразно использовать коррекцию в цепи эмиттера. Однако с повышением частоты эмиттерная коррекция становится менее эффективна и целесообразно переходить на базовую коррекцию.

Анализ работы мощного биполярного транзистора () отличается (особенно, его входная цепь) от подобных расчётов в безынерционных АЭ и маломощных БТ.