Типовые усилительные каскады

2.7.1 Каскад с общим эмиттером

Усилительные каскады, в которых транзистор включен по схеме с ОЭ, наиболее часто применяются в качестве предварительных каскадов усилителей, а также в качестве выходных каскадов в усилителях малой мощности. Этому способствует то, что каскад с ОЭ характеризуется наибольшими значениями коэффициентов усиления напряжения, тока и мощности по сравнению со схемами включения транзистора с ОК и ОБ.

Типовая схема усилительного каскада на биполярном транзисторе с ОЭ (с нагрузкой, включенной в коллекторную цепь транзистора) приведена на рисунке 2.30. Назначение большинства элементов схемы изложено в подразделе 2.5, а блокировочного конденсатора С_б – в подразделе 2.6.

Входное переменное напряжение подается на базу транзистора через разделительный конденсатор С_р1. С выхода усилителя в нагрузку с сопротивлением R_н усиленное переменное напряжение подается через разделительный конденсатор С_р2.

Все конденсаторы в схеме выбирают таким образом, чтобы для переменного тока их сопротивление на частотах в пределах полосы пропускания усилителя было незначительным.

Для определения основных параметров усилительного каскада, собранного по схеме с ОЭ, воспользуемся его эквивалентной схемой в области средних частот, когда параметры всех элементов схемы имеют только действительные значения (рисунок 2.31).

Рисунок 2.31 – Эквивалентная схема каскада с ОЭ для области средних частот

Используя эквивалентную схему, запишем аналитические выражения для определения основных параметров усилительного каскада на средних частотах (в пределах полосы пропускания): K_U, K_I, R_вх и R_вых.

Если не учитывать внутреннее сопротивление источника сигнала R_г, то входное сопротивление каскада с ОЭ на переменном токе будет определяться параллельным соединением резисторов базового делителя R1, R2 и входного сопротивления транзистора h _11Э. Таким образом, можно записать

. (2.59)

Для нахождения входного сопротивления транзистора h _{11 Э} можно воспользоваться формулой

, (2.60)

где – дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода, зависящее от тока эмиттера;

– омическое сопротивление базовой области транзистора;

h _{21 Э} = b _ст – статический коэффициент передачи тока базы транзистора, численное значение которого для транзисторов разных типов приводится в справочной литературе.

Обычно входное сопротивление транзистора h _{11 Э} и сопротивление резистора R2 составляют сотни ом – единицы килоом. Следовательно, входное сопротивление каскада с ОЭ является относительно низким.

Выходное сопротивление каскада с ОЭ на переменном токе определяется параллельным соединением резисторов R_к, R_н и выходного сопротивления транзистора, то есть

. (2.61)

Выходное сопротивление транзистора на практике составляет десятки – сотни килоом, сопротивление резистора R_к – сотни ом – единицы килоом. Поэтому для выполнения примерного равенства (2.61) должно выполняться неравенство R_н >> R_к.

Дата добавления: 2015-05-06