На графике в логарифмическая масштабе приведена относительная частотная характеристика максимального коэффициента усиления по мощности Кр макс, которым обладает транзистор в схеме с общей базой. Наклонный участок характеристики соответствует области частот, где выходное сопротивление транзистора определяется главным образом реактивным сопротивлением ёмкости коллекторного перехода Ск. На этих частотах

Кр макс = ,

где f – частота усиливаемого сигнала.

Плоская часть характеристики соответствует частотам, на которых влиянием ёмкостей Сэ и Ск можно пренебречь и где Кр макс Вследствие большого разброса параметров rк и rб может иметь значение от 30 до 40дб.

Таким образом, для того чтобы транзистор мог обеспечить усиление по мощности примерно 10000 раз (40 дб), необходимо выполнение условия

Если необходимо получить усиление по мощности не менее 1000 (30 дб), то частота fмакс должна быть по крайней мере в 30 раз больше частоты сигнала. В тех случаях, когда от транзистора требуется усиление по мощности около 100 раз (20 дб), возможно применение транзисторов, у которых fмакс 10f.

Обычно в справочниках указывается величина fмакс высокочастотных транзисторов, у которых она исчисляется десятками мегагерц. У транзисторов, максимальная частота генерации которых составляет сотни килогерц или несколько мегагерц, обычно указывается предельная частота усиления по току в схеме с общей базой fа. Величина fа указывает частоту, на которую усиление по току в схеме с общей базой уменьшается до = 0,7

МГц,

где fа – предельная частота усиления по току в МГц;

rб – сопротивление базы на высоких частотах в Ом;

Ск – ёмкость коллекторного перехода в пикофарадах.

Приближенное значение fмакс можно определить и по другой формуле

fмакс = kfа ,

где к – коэффициент пропорциональности.

Для транзисторов с невысокой частотой fа (до 2 – 3 МГц) k = 2 – 3, для транзисторов, у которых fа = 20 – 30 МГц, k 1, а для более высоких значений fа k = 0,7 – 0,9.

В большинстве случаев для высокочастотных транзисторов можно допускать k = 0,7.

Таким образом, если известна величина fа, то можно найти составляющее

значение f макс.

Необходимо указать, что коэффициент усиления по току в схеме с общей базой на высоких частотах измеряется модулем коэффициента , то есть его абсолютным значением .

Значение модуля коэффициента усиления по току на некоторой частоте f можно определить по формуле

где - значение коэффициента на самых низких частотах (несколько сотен Гц).

Из формулы видно, что на частотах величина , а на частотах начинает резко снижаться. По этой причине для усилителей электрических сигналов подбираются транзисторы, у которых fа в несколько раз превышает максимальную частоту сигнала.

В схеме с общем эмиттером зависимость от частоты максимального усиления по мощности точно такая же, как и для схемы с общей базой. Но снижение усиления по току происходит значительно быстрее, чем это наблюдается в схеме с общей базой.

Усиление по току на высоких частотах в схеме с общим эмиттером характеризуется модулем, т. е. абсолютной величиной коэффициента ,определяемым по формуле

где - усиление по току на самых низких частотах;

fm- граничная частота усиления по току для схемы с общим эмиттером, на которой .

Частота, на которой называется предельной частотой усиления по току в схеме с общим эмиттером и обозначается как :

Эта частота непосредственно не определяет каких – либо частотных пределов применения транзисторов. Однако она указывает ту область частот, в пределах которой можно пренебречь частотной зависимостью параметров транзистора при включении его по схеме с общим эмиттером.

Шумовые характеристики транзисторов

Транзистор так же, как и любой другой усилительный прибор, обладает некоторыми собственными шумами, наличие которых затрудняет усиление слабых сигналов. Если бы транзистор был идеальным усилительным устройством, то выходные шумы определялись бы только величиной тепловых шумов, действующих на входе усилителя. Шумовые характеристики выражаются коэффициентом шума Fш.

Коэффициентом шума усилителя называется отношение полной мощности шумов на выходе усиления к той части шумов на выходе, которая вызвана тепловыми шумами источника сигнала. Другими словами, коэффициент шума Fш указывает во сколько раз собственные шумы усилителя больше тепловых шумов выходного сопротивления источника сигнала.

Обычно величина Fш оценивается в децибелах. Особенностью транзисторов является то, что для них величина Fш во многом зависит от режима по постоянному току, обратного тока коллектора, выходного сопротивления источника сигнала и частоты. Минимальный уровень шумов большинства типов плоскостных транзисторов наблюдается при Uк = 1,5 – 2 в, Iк = 0,2 – 0,5 ма, минимальном токе Iко и внутреннем сопротивлении источника сигнала = 300 – 1000 ам.

От самых низких частот до частоты 1000 Гц величина Fш уменьшается обратно пропорционально частоте. На частотах выше вплоть до некоторой частоты уровень Fш остаётся минимальным и независимым от частоты. На частоте выше величина Fш растёт примерно пропорционально квадрату частоты.