Усилитель с общим коллектором (эмиттерный повторитель)

Типы усилителей.

По отношению сопротивления нагрузки R_Н к выходному сопротивлению Z_выхразличают:

1. Усилитель напряжения Z_вых << R_Н

2. Усилитель тока Z_вых >> R_Н

3. Усилитель мощности Z_вых ≈ R_Н

Заметим, что эти критерии аналогичны критериям классификации источников электрической энергии.

По значению средней частоты и ширине полосы пропускания различают усилители низких, средних и высоких частот, узко- и широкополосные усилители.

По назначению различают:

-предварительные усилители (усилители напряжения), включаемые непосредственно к первичным преобразователям (сенсорам, датчикам);

-согласующие усилители (мощности) для согласования сопротивлений источников сигналов, длинных линий связи и приемников сигналов;

-выходные усилители (мощности), подключаемые к исполнительным электрическим механизмам;

-избирательные усилители (напряжения)– активные фильтры для селекции полезных сигналов из других сигналов и помех;

-усилители – формирователи сигналов.

Усилительный каскад, рассмотренный на лекции №5 можно использовать (при некоторых дополнениях) в качестве предварительного усилителя напряжения. Примеры некоторых других усилителей будут рассмотрены позже.

В качестве согласующего усилителя часто используется эмиттерный повторитель – каскад, в котором транзистор включен по схеме с общим коллектором рис. 6.6. В этой схеме нет коллекторного резистора, но для создания выходного напряжения включен резистор R _Э в цепь эмиттера.

Рис. 6.6. Схема усилителя с общим коллектором

Особенностью схемы является способ формирования рабочей точки покоя транзистора. Постоянные ток и напряжение между базой и эмиттером транзистора формируются источником E _К и резисторами R'' _Б, R' _Б R _Э:

U _БЭ0= E _К R '_Б/(R’’ _Б +R '_Б)- R _Э I _Э0.

Здесь учтено, что постоянный ток базы транзистора сравнительно небольшой.

Управляющее переменное напряжение u _БЭ(t) создается двумя источниками

- источником, подключенным на вход усилителя, - u _ВХ,

_- резистором R _Э переменной составляющей тока эмиттера i _Э:

u _БЭ(t)= u _ВХ(t) - R _Э i _Э (t).

Выходное напряжение равно:

u _ВыХ(t) = R _Э i _Э (t).

Таким образом в схеме сформирована отрицательная обратная связь, которая позволяет получить эффект температурной стабилизации тока, широкий диапазон амплитудной характеристики, коэффициент усиления по напряжению около 1 и другие положительные свойства.

Схема замещения усилителя в линейном режиме, который можно получить, если амплитуда входного напряжения не превышает половины напряжения источника E _К, приведена на рис.6.7.

Рис. 6.7. Схема замещения усилителя с общим коллектором в линейном режиме

Здесь R _Б,ЭК -эквивалентное сопротивление

.

Из схемы замещения можно получить выражения для основных параметров эмиттерного повторителя.