Усилитель с общим эмиттером

Рассмотрим схему стабилизатора тока на основе эмиттерного повторителя с резистором в качестве нагрузки (рис.13). Для этой схемы при b>>1. Напряжение на коллекторе транзистора равно . DU_К=-R_КDI_К. Согласно (7): , поэтому , . Если рассматривать DU_К как выходное напряжение, то мы имеем усилитель с коэффициентом усиления

при b>>1 (8)

Знак минус в этой формуле означает, что с ростом напряжения на входе, напряжение на выходе, т.е. на коллекторе, уменьшается. Усилители, собранные по этой схеме, называются усилителями с общим эмиттером (ОЭ).

Для усиления переменного тока в усилителе с ОЭ, так же как и для усилителя с ОК, необходимы цепи смещения и разделительные конденсаторы (рис.14).

Пусть на вход схемы подано переменное напряжение такой частоты, что импеданс конденсатора С₂ невелик по сравнению с R_Н. Рассмотрим простые физические соображения, которые позволяют рассчитать этот усилительный каскад.

Поскольку транзистор относительно коллекторной цепи является стабилизатором тока, то его выходное сопротивление можно считать равным бесконечности. Поэтому выходное сопротивление, складывающиеся из параллельно включенных сопротивлений источника тока и R_К, равно просто R_К; и r_ВЫХ=R_К.

Для того чтобы величина R_Н не влияла на величину выходного сопротивления, необходимо, чтобы r_ВЫХ<<R_Н, т.е. R_К<<R_Н (реально выбирают R_К<(0,1¸0,2)R_Н).

Чтобы амплитуда переменного напряжения на коллекторе могла достигать максимальных значений без искажений, в отсутствие входного сигнала надо установить U_К»Е_К/2, что при выбранном значении R_К однозначно определяет коллекторный ток покоя каскада (I_КП).

Из условия K_U=-R_К/R_Э можно вычислить значение напряжения на базе в отсутствие входного сигнала U_БП, соответствующее протеканию тока I_КП. U_БП=U_Э+0,6В=R_ЭI_КП+0,6В, зная значение U_БП, легко вычислить параметры входных цепей (С₁, R₁, R₂), так как они ничем не отличаются от схемы с ОК.

Пример. Необходимо рассчитать усилитель с параметрами К_U=‑10, U_ВЫХ=3В, R_Н=10кОм, f_Н=50Гц, используя транзистор с b_min=50.

1. Вычислим напряжение питания. Размах выходного напряжения на коллекторе равен U_ВЫХ×2 »8,4В. Размах напряжения на эмиттере в К_U раз меньше, т.е. 0.84В. При этом напряжение на транзисторе U_КЭ не должно падать ниже 0,5В. Отсюда: . Выбираем Е_П=12В.

2. Из условия R_К£(0,1¸0,2)R_Н находим R_К£1¸2кОм. Выбираем R_К=1кОм, R_Э=R_К/К_U=100Ом.

3. Вычисляем I_КП и U_БП. , .

4. Так как ток покоя базы равен , то для того, чтобы делитель напряжения R₁,R₂ являлся источником напряжения, ток, текущий через него, должен быть много меньше тока базы, т.е. ток делителя R₁, R₂ I_ДЕЛ³10I_Б, отсюда I_ДЕЛ»10×120мкА=1,2мА. Находим . Зная, что U_БП=1,2В вычислим ; R₂=10кОм-1кОм=9кОм. Вычислим r_ВХ=R₁||R₂||R_Э(b+1)=1кОм||9кОм||100Ом×51=1кОм||9кОм||5,1кОм»0,8кОм.

Из условия (6) находим , выбираем С₁=5мкФ. Аналогичное условие, накладываемое на цепь С₂R_Н, дает . Чтобы f_Н определялось только одной из RC цепей, надо разнести соответствующие полюсы АЧХ, т.е. выбрать один из конденсаторов больше вычисленного значения. Например, взять С₂=10мкФ. (или, наоборот, С₁=10мкФ, а С₂=5мкФ).

Дата добавления: 2015-07-02