12.10 : Анализ малых сигналов биполярных переходных транзисторных усилителей (BJT)

Анализ малых сигналов — это фундаментальный подход, используемый в электронике для понимания того, как усилитель на биполярном переходном транзисторе (BJT) обрабатывает сигналы. В активной области BJT предназначен для линейного усиления. Поведение транзистора в этих условиях определяется его мгновенным напряжением база-эмиттер V_BE, суммой смещения постоянного тока V_BE и небольшим сигналом переменного тока V_BE, что приводит к току коллектора i_C. Здесь ток коллектора имеет постоянную составляющую и переменную составляющую.

Здесь V_T – тепловое напряжение.

Когда входной сигнал переменного тока V_BE значительно меньше, чем V_T, можно использовать аппроксимацию малого сигнала, чтобы получить выражение для переменного компонента тока коллектора. Переменная составляющая коллекторного тока представляет собой отношение произведения постоянной составляющей коллектора с изменяющимся во времени входным напряжением на тепловое напряжение.

Отношение переменного компонента коллекторного тока к входному сигналу называется крутизной. Коэффициент усиления по напряжению биполярного транзистора является PT_15731_Equation 3функцией крутизны биполярного транзистора и сопротивления нагрузки.

Здесь отрицательный знак означает сдвиг фазы на 180 градусов между входным и выходным сигналами.

На базе биполярного транзистора сопротивление базы-эмиттера малого сигнала rπ имеет решающее значение для рассмотрения входного импеданса и определяется следующим образом:

Это сопротивление влияет на реакцию транзистора на входные сигналы и обратно пропорционально постоянному току смещения.

Благодаря анализу малых сигналов можно точно охарактеризовать и использовать подробные характеристики биполярных усилителей с небольшими изменениями входного сигнала и использовать их при проектировании электронных схем.