Шумовая модель биполярного транзистора

Малосигнальная модель биполярного транзистора

Рассмотренная выше модель используется для анализа характеристик БТ по постоянному току и в режиме "большого сигнала" Для анализа частотной зависимости передаточных (усилительных) характеристик в рамках анализа по переменному току (напряжению) используются малосигнальные модели БТ, в которых нелинейные элементы: генераторы токов I_B и I_C элементы накопления заряда Q_BC и Q_BE резистор R_B, характеристики которых зависят от величины входного управляющего сигнала, заменяются линейными элементами.

Анализу по переменному току (напряжению) всегда предшествует анализ по постоянному току (напряжению), а точнее, расчет "рабочих точек",то есть расчет потенциалов в узлах (на электродах ЭРЭ) и токов в цепях анализируемой схемы при подключении к ней только источника питающего напряжения. Это необходимо для того, чтобы определить эквивалентной схемы ЭРЭ, которые остаются неизменными при последующем подключении входного малосигналыюго источника переменного управляющего напряжения и проведения анализа частотных характеристик схемы. Таким образом, нелинейные элементы эквивалентной схемы становятся линейными, то есть обеспечивают линейную связь между переменным напряжением, приложенным к ним, и переменным током, через них протекающим.

Элементы этой эквивалентной схемы моделируют:

- резисторы R_B, R_E, R_C – то же, что и в эквивалентной схеме модели "большого сигнала";

- конденсаторы С_π и С_μ - емкости р-п - переходов база – эмиттер и база-коллектор, которые соответственно равны их значениям в рабочих точках (р.т.),то есть

	(21)
	(22)

проводимости С_π и С_{μ –} проводимости генератора тока базы в прямом

(23)

в инверсном

(24)

включениях;

- проводимость G_C – проводимость генератора тока коллектора в прямом и инверсных включениях

(25)

Шумовая модель биполярного транзистора

При анализе частотных зависимостей передаточных характеристик в рамках анализа по переменному току линейных (усилительных) ИС может проводиться и анализ шумовых характеристик.

Эквивалентная схема шумовой модели дополнительно к элементам эквивалентной схемы малосигнальной модели содержит генераторы шумовых токов, включенных параллельно источникам шума (рис.29.3).

В приведенной эквивалентной схеме генераторы шума моделируют:

- генераторы тока I_NRB, I_NRC, I_NRE - тепловые шумы резисторов R_B, R_C, R_E соответственно и описываются уравнениями:

	(26)
	(27)
	(28)

- генераторы I_NC, и Inb – дробовой и фликер-шумы генераторов тока I_C и I_B соответственно и описываются уравнениями:

	(29)
	(30)

где K_f и α_f- коэффициенты фликер-шума,

f- частота переменного входного сигнала.