Схема с ОК

Схема усилительного каскада ОК показана на рис. 8. Сопротивление нагрузки в усилителе вклю­чается в эмиттерную цепь транзистора. Такая структура схемы обладает повышенным входным и пониженным выходным сопро­тивлениями, что позволяет ис­пользовать ее для согласования или разделения высокоомного источника напряжения и низкоомной нагрузки.

Коллектор по переменной составляющей тока соединен непосредственно с общей точкой усилителя, т. к. падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника Е_к по переменной составляющей тока незначительно. Таким образом, можно считать что входное напряжение E_и подается между базой и коллектором, через конденсатор С_р1. А выходное напряжение U_вых, равное падению напряжения на резисторе R_э от переменной составляющей эмиттерного тока, снимается между эмиттером и коллектором через С_р2.

Резистор R_э является сопротивлением нагрузки транзистора по постоянному току, определяющим динамический режим работы эмит­терного повторителя. Внешняя нагрузка представлена резистором R_н.

Поскольку в области средних частот сопротивления разделительных конденсаторов можно считать незначи­тельными, то сопротивление нагрузки транзистора переменному току определяется соотношением

R _эн = R_эR_н / (R_э + R_н).

Рис.8

При этом входное и выходное напряжения усили­теля совпадают по фазе, так как при поступлении, например, отрицательной полуволны входного синусои­дального сигнала

u_вх(t)= U_вхmsin ωt базовый ток умень­шается, вызывая уменьшение эмиттерного тока. Это приводит к уменьшению падения напряжения на сопро­тивлении R_эн и уменьшению отрицательного потенциала эмиттера, с которого снимается выходной сигнал.

Из схемы видно, что

U_вх = U_бэ + U_вых (С_Р1 = С_р2 = ∞).

Так как сопротивление R_э обычно значительно превышает сопротивление эмиттерного перехода, к ко­торому приложено напряжение

U_бэ, то U_вых >> U_6э и U_вх ≈ U_вых.

Так как,

U_вых = U_вх - U_бэ,

то К_u = U_вых / U_вх ≈ 1, но немного меньше ее.

Таким образом, в схеме выходной сигнал повторяет входной по уровню напряжения и по фазе, что и предопре­делило название усилителя «эмиттерный повторитель»

Однако такая схема обладает усилением тока и мощности. Из сравнения схем рис. 8 и 7, а нетрудно сделать вывод, что эмит­терный повторитель можно рассматривать как усили­тельный каскад ОЭ, у которого R_к = 0, а резистор R_э не зашунтирован конденсатором С_э. В этом случае все напряжение выходного сигнала, выделяемое на сопротивлении в цепи эмиттера, последовательно вводится во входную цепь усилителя. Но поскольку U_вх и U_вых, как отмечалось, синфазны, то последнее вычитается из напряжения входного сигнала U_вх, снижая его. Поэтому в схеме существует 100%-ная последовательная отрицательная обратная связь по напряжению, увели­чивающая входное и уменьшающая выходное сопро­тивления эмиттерного повторителя.

3.Схема с ОБ.

Принципиальная схема которого показана на рис. 9, обладает меньшим усилением мощности по срав­нению с усилительным каска­дом ОЭ и худшим соотноше­нием R_вх и R_вых по сравнению с усилительным каскадом ОК, что предопределило ме­нее частое его использо­вание при проектировании устройств промышленной электроники.

Рис.9

Напряжение смещения в. цепи эмиттера U_0э обеспечивается за счет напряжения E_э при соответствующем выборе элементов цепи делителя R₁R₂ и конденсатора С_б. Поскольку конденсатор осуще­ствляет также режим «заземления» базы, и через него проходит переменная составляющая базового тока для обеспечения постоянства U_0э необходимо, чтобы сопро­тивление конденсатора переменной составляющей тока с частотой ω₀ было незначительным по сравнению с парал­лельно соединенными R₁и R₂ во всем диапазоне частот усиливаемого сигнала, т. е.

1/(ωС₆) < < R₁R₂/(R₁ + R₂).

Так как резистор R_э, включенный параллельно входному сопротивлению усилителя, уменьшает его, то при выборе номинала резистора следует руковод­ствоваться соотношением R_э ≥ 10 R_вх. Остальные элементы схемы предназначены для выполнения тех же функций, что и в усилительных каскадах ОЭ и ОК.