Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером показана на рис. 6.5.
Схема биполярного транзистора с ОЭ наиболее распространена, так как даёт наибольшее усиление по мощности.
Коэффициент усиления по току такого каскада представляет собой отношение амплитуд выходного и входного переменных токов, т.е. переменных составляющих токов коллектора и базы.
= = (6.12)
Так как ток коллектора в десятки раз больше тока базы, то составляет десятки единиц. Усилительные свойства биполярного транзис-тора при включении по схеме с ОЭ характеризует один из главных его параметров – статический коэффициент усиления по току (или коэффи-циент передачи тока) для схемы с ОЭ, который обозначается β. Поскольку он должен характеризовать только сам биполярный тран-зистор, то его определяют в режиме без нагрузки ( = 0), т.е. при постоянном напряжении участка коллектор – эмиттер.
Рис. 6.5. Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером.
|
|
β = │ = const (6.13)
β равен десяткам и даже сотням, а реальный всегда меньше, чем β, так как при включении ток коллектора уменьшается.
Коэффициент усиления каскада по напряжению равен отношению амплитудных (или действующих) значений выходного и входного переменных напряжений. Входным является переменное напряжение база-эмиттер , а выходным – переменное напряжение на сопротивлении нагрузки или, что всё равно, напряжение между коллек-тором и эмиттером - .
= = = (6.14)
Напряжение база – эмиттер не превышает десятых долей вольта, а выходное напряжение при достаточном сопротивлении нагрузки и напряжении источника , достигает единиц – десятков вольт. имеет значение от десятков до сотен.
Отсюда следует, что коэффициент усиления по мощности получается равным сотням – тысячам и даже десяткам тысяч. Этот коэффициент представляет собой отношение выходной мощности к входной.
= 0,5 = 0,5 (6.15)
= 0,5 = 0,5 (6.16)
= = = (6.17)
Важная величина, характеризующая биполярный транзистор – это его входное сопротивление (), которое определяется по закону Ома и составляет сотни Ом – единицы кОм.
= = (6.18)
Достоинство схемы с ОЭ – удобство питания её от одного источника, так как на коллектор и базу подаётся напряжение питания одного знака.
|
|
Недостатки схемы питания с ОЭ – худшие по сравнению с другими схемами частотные и температурные свойства. С увеличением частоты усиление в схеме с ОЭ уменьшается в значительно большей степени, нежели в схеме с общей базой (ОБ). Режим работы сильно зависит от температуры.
На рис. 6.6 показан график зависимости коэффициента усиления по току (β) от частоты.
Рис. 6.6. График зависимости β от частоты.
2. Схема включения биполярного транзистора с общей базой.
Эта схема даёт значительно меньшее усиление по мощности и имеет ещё меньшее входное сопротивление (чем схема с ОЭ) и всё же её иногда применяют, так как по своим частотным и температурным свой-ствам она значительно лучше схемы с ОЭ.
Схема включения биполярного транзистора с общей базой показана на рис. 6.6.
Рис. 6.6. Схема включения биполярного транзистора с общей базой.
Коэффициент усиления по току каскада с ОБ всегда несколько меньше единицы, так как всегда лишь немного меньше .
= 1 (6.19)
Статический коэффициент усиления по току (коэффициент передачи тока) для схемы с ОБ обозначается α. Он определяется для режима без нагрузки ( = 0), т.е. при постоянстве напряжения .
α = │ = const (6.20)
α всегда меньше 1, и чем ближе он к 1, тем лучше транзистор. для схемы с ОБ всегда немного меньше α, так как при включении сопротивления нагрузки коллекторный ток уменьшается.
схемы с ОБ определяется по формуле:
= (6.21)
получается таким же, как в схеме с ОЭ, т.е. равен десяткам – сотням.
схемы с ОБ определяется по формуле:
= (6.22)
Так как 1, то = , т.е. составляет десятки – сотни.
Входное сопротивление для схемы с ОБ определяется формулой:
= = (6.23)
Входное сопротивление схемы с ОБ получается в десятки раз меньше, чем в схеме с ОЭ и составляет единицы – десятки Ом. Малое входное сопротивление является недостатком схемы с ОБ.
Каскад усиления, собранный по схеме с ОБ, вносит при усилении меньшие искажения, чем, собранный по схеме с ОЭ.
3. Схема включения биполярного транзистора с общим коллектором.
Схема включения биполярного транзистора с общим коллектором показана на рис. 6.7.
Рис. 6.7. Схема включения биполярного транзистора с общим коллектором.
Входное напряжение равно сумме переменных напряжений база-эмиттер и выходного напряжения.
= + (6.24)
в схеме с ОК почти такой же, как и в схеме с ОЭ, т.е. равен нескольким десяткам, а есть для схемы с ОЭ.
= = = + 1 (6.25)
Однако, близок к 1, причём всегда меньше её.
= = (6.26)
не более десятых долей вольта, а при этом составляет единицы вольт, т.е. . Следовательно, 1. Надо отметить, что переменное напряжение, поданное на вход транзистора, усиливается в десятки раз, так же как и в схеме с ОЭ, но весь каскад не даёт усиления.
Коэффициент , т.е. равен нескольким десяткам.
повторяет входное напряжение и именно поэтому данный каскад называют эмиттерным повторителем.
каскада с ОК составляет десятки кОм, что является достоинством схемы.
|
|
= = (6.27)
- это входное сопротивление самого транзистора для схемы с ОЭ, которое достигает единиц кОм. А так как в десятки раз больше , то и в десятки раз превышает схемы с ОЭ. по схеме с ОК, наоборот, получается небольшим, обычно единицы кОм – сотни Ом.
ОЭ ОБ ОК
десятки – сотни меньше 1 десятки – сотни
десятки – сотни десятки – сотни меньше 1
сотни – десятки тысяч десятки – сотни десятки – сотни
сотни Ом – един. кОм един – десятки Ом десятки – сотни кОм
един – десятки кОм сотни кОм – един. Мом сотни Ом – един. кОм