Для инверсного включения
. (9.25)
В режиме насыщения уравнение (9.18)
теряет свою справедливость.
В цепях, где транзистор включен по схеме с ОЭ или ОК, удобно пользоваться не коэффициентом передачи эмиттерного тока a, а коэффициентом передачи базового тока b (индексы N и I мы здесь опускаем). Удобство использования b обусловлено тем, что в практических случаях обычно задается изменение тока базы.
Найдем связь между коэфициентами a и b. Для этого используем уравнение (9.18) и уравнение
IЭ = IБ + IК.
Подставив IЭ в (9.18), получим
или
.
Обозначив
, и ,
получим
, (9.26)
где IКЭО – обратный ток коллекторного перехода при IБ= 0.
Так как aN » 0,95, то bN >> 1. У транзисторов, выпускаемых промышленностью,bN = 30¸800. Падение напряжения на эмиттерном переходе в активном режиме составляет доли вольт, в то время как UКБ - несколько десятков вольт. Поэтому в большинстве случаев справедливо допущение, что UКЭ » UКБ, с учетом которого (9.26) примет вид
. (9.27)
Следует обратить внимание на то, что в схеме с ОЭ влияние тока IКБО и сопротивления rК диф на коллекторный ток увеличивается в 1 + b раз по сравнению со схемой с ОБ. Коэффициенты b и a зависят от тока, протекающего через транзистор. Эта зависимость во многом определяется технологией, по которой изготовлен конкретный транзистор, и обусловлена процессами рекомбинации в области р-п-перехода, в базе и приповерхностных областях у эмиттерного перехода.
Коэффициент a значительно меньше зависит от режима работы транзистора. Коэффициенты передачи эмиттерного и базового токов увеличиваются при повышении температуры окружающей среды. Зависимость коэффициентов a и b от режима работы приводит к тому, что дифференциальные коэффициенты передачи эмиттерного и базового токов
, . (9.28)
не равны соответствующим интегральным коэффициентам передачи, в которых принято, что
и . (9.29)
При быстрых изменениях входного сигнала, например IЭ, проявляются инерционные свойства транзистора. Они обусловлены конечным временем «пролета» носителей заряда через область базы, временем, необходимым на перезарядку емкостей эмиттерного и коллекторного переходов и на установление необходимых концентраций носителей зарядов. Изменения выходного сигнала не соответствуют изменениям входного. Это свидетельствует о том, что коэффициент a является функцией времени. Так как данная зависимость достаточно сложная, при практических расчетах ее заменяют более простыми функциями.
В большинстве случаев считают, что в операторном виде изменение сигнала происходит в соответствии с выражением
, (9.30)
где a0 - статическое значение коэффициента передачи эмиттерного тока. Постоянная времени ta = 1/wa, здесь wa - предельная частота, на которой коэффициент a становится равным 0,7 своего статического значения (уменьшается на 3 дБ).
Инерционные свойства транзистора, характеризуемые изменением коэффициента b, находят путем подстановки в выражение b = a /(1 - a) изображения a(р). После преобразований получим
, (9.31)
где tb =ta /(1-a) = (1+b)ta = 1/wb = (1+b)/wa; b0 - коэффициент передачи базового тока в области низких частот; wb - предельная частота при включении транзистора по схеме с ОЭ.
Частотные свойства транзистора, включенного по схеме с ОЭ, значительно хуже, чем при включении по схеме с ОБ, так как tb >> ta, а wb << wa. В ряде случаев частотные свойства транзистора характеризуют не предельными частотами wb и wa, на которых модуль коэффициентов передачи уменьшается в 2 раза, а так называемой граничной частотой wгр, на которой модуль коэффициента передачи тока базы |b(jw)| становится равным единице. Найдем wгр. Так как из (9.31)
, (9.32)
то при w/wb >> 1
.
Если w = wгр, то |b(jw)| = 1 и, следовательно,
wгр » b0wb = b0/tb. (9.33)