12.6 : Réponse en fréquence du BJT

La réponse en fréquence d'un transistor à jonction bipolaire (BJT) dans une configuration à émetteur commun est essentielle à sa fonctionnalité, en particulier dans les applications impliquant l'amplification de signaux de courant alternatif (AC). Cette réponse peut être analysée via des circuits équivalents basse fréquence et haute fréquence, en tenant compte de divers paramètres internes et conditions externes.

Réponse basse fréquence: Aux basses fréquences, le comportement du BJT est déterminé par son point de polarisation de courant continu, qui est défini par la tension émetteur-base, le courant de base et le courant du collecteur. La ligne de charge, qui influence le fonctionnement de l'amplificateur, est également définie par la tension appliquée et la résistance de charge. Dans cette plage, lorsqu'un petit signal alternatif est superposé à la tension d'entrée, le courant de base fluctue dans le temps, entraînant des variations correspondantes du courant de sortie. Les paramètres critiques du circuit équivalent basse fréquence incluent les résistances et la transconductance, cette dernière décrivant la relation entre les modifications du courant de collecteur (IC) et la tension émetteur-base (VEB).

Réponse haute fréquence: à mesure que la fréquence du signal d'entrée augmente, le circuit équivalent du BJT doit prendre en compte des éléments supplémentaires tels que les capacités d'épuisement et de diffusion à la jonction émetteur-base et une capacité d'épuisement à la jonction collecteur-base. Ces capacités introduisent des déphasages et des pertes dépendant de la fréquence, compliquant le comportement du BJT. Les hautes fréquences prennent également en compte l'effet de modulation de largeur de base, ce qui entraîne une conductance de sortie finie.

Le circuit équivalent haute fréquence intègre ces complexités, offrant une vue complète des performances du transistor lors de changements rapides de signal. Ce circuit amélioré est crucial pour prédire avec précision le comportement du transistor dans les applications à grande vitesse, ce qui le rend fondamental pour la conception d'amplificateurs pratiques et d'autres dispositifs électroniques.