Импульсный режим работы БТ при большом сигнале

При работе в ключевом режиме, имеющем два состояния: "выключено" – область насыщения, – переход БТ из одного состояния в другое осуществляется входным сигналом большой амплитуды. При этом используется схема включения БТ с ОЭ.

Пусть на вход БТ с ОЭ подан отпирающий импульс тока , достаточный для перевода рабочей точки БТ в область насыщения. Ток коллектора в области насыщения

.

(3.48)

Рисунок 3.20– Переходные процессы в БТ при большом сигнале:

а – ток базы; б – заряд электронов в базе

На границе области насыщения и активной области ток базы . Этому току соответствует граничный заряд электронов в базе и дырок в эмиттере (рис.3.20).

Если , тов конце переходного процесса БТ окажется в режиме насыщения.
Независимо от того, войдет транзистор в насыщение или нет, зависимость заряда от временина стадии включения определяется выражением (3.51). Время перехода транзистора во включенное состояние можно разделить на три этапа: задержки, формирования фронта и накопления избыточного заряда . Время задержки связано с временем пролета и зарядом и .

Этап формирования фронта заканчивается, когда накопленный заряд . Если полагать, что , то время нарастания (рис.3.21) равно

.

(3.49)

Начиная со времени , БТ входит в насыщение, и ток коллектора остается постоянным. Однако накопление заряда в БТ продолжается, пока заряд в базе не станет равным . После выключения импульса базового тока начнется рассасывание накопленного заряда. Ток коллектора не меняется, пока :

(3.50)

Рисунок 3.21– Форма импульса тока коллектора в режиме переключения при большом сигнале

Время спада (см. рис.3.21) определяется выражением

.

(3.51)

При наличии в цепи коллектора нагрузочного сопротивления вместо нужно подставлять:

.

Во всех выводах этого раздела мы не учитывали избыточный заряд, который накапливается в режиме насыщения в коллекторной области (особенно в транзисторах с высокоомным коллектором). В этом случае полный накопленный заряд становится суперпозицией зарядов, соответствующих прямому ( ) и инверсному ( ) активным режимам. В этом случае уравнения ((3.46)...(3.49)) остаются в силе, но токи эмиттера, базы и коллектора нужно рассчитывать исходя из выражения(3.40).