Предварительный каскад усиления на транзисторе

Наиболее распространенная схема предварительного каскада усиления на транзисторе с ОЭ показана на рис. 96. Входной сигнал поступает от источника напряжения U_ВХ, имеющего внутреннее сопротивление R_i, (или от такого каскада усиления).

Разделительные конденсаторы С1 и С2 служат для независимого создания режимов по постоянному току в последовательно включенных каскадах усилителя и связи их между собой по переменному току усиливаемого сигнала. Резисторы R1 и R2 являются базовым делителем, обеспечивающим постоянное напряжение на эмиттерном переходе в рабочей точке U_БЭр.т. Резистор Rк предназначен для обеспечения режима по постоянному току в коллекторной цепи транзистора VT, а резистор R э — для эмиттерной стабилизации рабочей точки в диапазоне температур. Напряжение U_БЭр.т.= U_Б—U_RЭ.

Сопротивление конденсатора Сэ, служащего для шунтирования резистора R э по переменному току на нижней частоте f_н усиливаемого диапазона, должно быть значительно меньше сопротивления резистора R э. Так как с повышением частоты сопротивление конденсатора Сэ уменьшается, можно считать, что напряжение эмиттера постоянно.

Резистор R_ф и конденсатор С_ф являются элементами фильтра. Одновременно резистор R_фслужит для коллекторной стабилизации рабочей точки. Конденсатор С_ф образует цепь низкого сопротивления для переменной составляющей тока, потребляемого каскадом от источника E_K. Это необходимо для того, чтобы в общих для нескольких каскадов усилителя цепях источника E_Kне было переменного тока, способного вызвать паразитные связи между ними по цепям питания.

При подаче входного сигнала U_ВХ во входных цепях каскада появляются токи I_R1, I_R2 и I_Б~, из которых полезной является только переменная составляющая тока базы I_Б~ Обычно токи I_R1 и I_R2 значительно меньше тока I_Б~, так как сопротивления резисторов R1 и R2 значительно больше входного сопротивления h_11Э транзистора и ими можно пренебречь. Приближенно I_Б~≈ U_ВХ / (R_i + h_11Э). Переменная составляющая коллекторного тока Iк~ = I_Б~ h_21Э = U_вх h_21Э /(R_i + h_11Э) состоит из двух токов— бесполезного I_RK и полезного I_Н. Падение напряжения, создаваемое током Iк~ на параллельно включенных резисторах R_K и R_H, и будет усиленным выходным сигналом

U_ВЫХ = Iк~(R_K||R_H) = U_ВХ h_21Э (R_K || R_H) /(R_i+h_11Э)

96. Схема предварительного каскада усиления на биполярном транзисторе

По этому уравнению можно определить коэффициент усиления каскада по напряжению

K_U = U_ВЫХ/ U_ВХ= h_21Э(R_K || R_K)/(R_i + h_11Э)

Из временных диаграмм напряжений и токов (см. рис. 93, а, б) следует, что переменные составляющие напряжений на входе U_Б~ и выходе U_К~ = U_ВЫХ каскада противофазны, т.е. каскад усиления на транзисторе с ОЭ изменяет (инвертирует) фазу входного сигнала на противоположную.

93. Графическое представление работы коллекторной (а) и базовой (б) цепей
усилительного каскада

Дата добавления: 2014-01-13