Эффекты второго порядка на высоких частотах

Изображенные на схеме рис. 36 объемные сопротивления rс и rи приводят к появлению членов второго порядка в приолиженных уравнениях (2.35) —(2.38) для y-параметров полевого транзистора. Причины этого объясняет простой пример, показанный на рис. 38. Фундаментальная теорема из курса теории электрических цепей утверждает, что любую последовательную схему, например схему рис. 38а, можно для фиксированной частоты заменить некоторой параллельной схемой, например схемой, изображенной на рис. 38,б.

Рис 38 Последовательное (а, и параллельное (б) соединение конденсатора и резистора.

На любой частоте

(2-47)

Где

Подставляя эти комплексные величины вместо упар и Zпосл в уравнение (2.47) и приравнивая попарно действительные и мнимые члены, получаем

(2.48-2.49)

На частотах, при которых w2C2послR2посл<1, упар можно приблизительно представить выражением

упар = (w2С2посл Rпосл +jwCпосл (2.50)

Таким образом, действительная часть, содержащая квадрат частоты, является членом второго порядка, а мнимая часть представляет собой член первого порядка, зависящий от первой степени угловой частоты. Если учесть в выражениях для у-параметров влияние сопротивлений rс и rи (рис. 36) и принять подходящие упрощающие допущения, то выражения для увхи, уобр и и увыхи с учетом эффектов второго порядка можно практически сразу переписать в следующем виде:

(2,51-2,53)

Эти приближенные выражения очень хорошо объясняют характер изменения у-параметров на высоких частотах, не слишком усложняя модель прибора. На рис. 2.11—2.13 приведены зависимости этих у-параметров от частоты для транзистора типа 2N2499. Отметим, что наклон кривой, представляющей мнимую часть каждого из трех предыдущих уравнений, равен примерно 20 дб на декаду, а действительные части имеют наклон около 40 дб на декаду, что объясняется наличием в соответствующих выражениях членов, содержащих 1-ю и 2-ю степени частоты. Численные значения величин приведенных на графиках, можно проверить, пользуясь техническими данными, представленными изготовителем полевого транзистора 2N2499: сопротивления rс и rи у этого прибора равны каждое примерно 50 ом.