Транзисторный усилительный каскад переменного напряжения низкой частоты

Существует множество вариантов выполнения схемы усилительного каскада на биполярном транзисторе, включённом по схеме с общим эмиттером (ОЭ).

Рис. 13.1. Схема усилительного каскада с ОЭ.

Это обусловлено, главным образом, особенностями задания режима покоя усилителя. Особенности усилителей с ОЭ рассмотрим на примере схемы, показанной на рисунке 13.1., которая получила наибольшее распространение.

Основными элементами схемы являются: источник питания , управляемый элемент – транзистор Т и резистор . Эти элементы образуют главную цепь усилителя, в которой за счёт протекания управ-ляемого по цепи базы коллекторного тока создаётся усиленное перемен-ное напряжение на выходе схемы. Остальные элементы усилителя выполняют вспомогательную роль. Конденсаторы , являются разделительными. Конденсатор исключает шунтирование входной цепи усилителя цепью источника входного сигнала по постоянному току, что позволяет, во-первых, исключить протекание постоянного тока через источник входного сигнала по цепи - - и, во-вторых, обеспечить независимость от внутреннего сопротивления этого источника напряжения на базе в режиме покоя. Функция конденсатора сводится к пропусканию в цепь нагрузки переменной составляющей напряжения и задержки постоянной составляющей.

Резисторы и используются для задания режима покоя усилителя. Так как биполярный транзистор управляется током, ток покоя управляемого элемента () создаётся заданием соответствующей величины тока базы . Резистор предназначен для создания цепи протекания тока . Совместно с резистор обеспечивает исходное напряжение на базе относительно зажима «+» источника питания.

Резистор является элементом отрицательной обратной связи, предназначенным для стабилизации режима покоя усилителя при изменении температуры. Конденсатор шунтирует резистор по переменному току, исключая тем самым проявление отрицательной обратной связи в усилителе по переменным составляющим. Отсутствие конденсатора привело бы к уменьшению коэффициента усиления схемы.

Температурная зависимость параметров режима покоя обуславливается зависимостью коллекторного тока покоя от температуры. Основными причинами такой зависимости являются изменения температуры начального тока коллектора , напряжения и коэффициента β. Температурная нестабильность указанных параметров приводит к прямой зависимости тока от температуры. При отсутствии мер по стабилизации тока его температурные изменения вызывают изменение режима покоя усилителя, что может привести к режиму работы усилителя в нелинейной области характеристик транзистора и искажению формы входного сигнала.

Проявление отрицательной обратной связи и её стабилизирующего действия на ток нетрудно показать на рис.13.1. Предположим, что под влиянием температуры ток увеличился. Это отражается на уве-личении тока , повышении напряжения = и соответственно снижении напряжения = - . Ток базы уменьшается, вызывая уменьшение тока , что препятствует наметившемуся увеличению тока Стабилизирующее действие отрицательной обратной связи, создаваемой резистором , проявляется в том, что температурные изменения параметров режима покоя передаются цепью обратной связи в противофазе на вход усилителя, препятствуя тем самым, изменению тока , а следовательно и напряжения .

Принцип действия усилителя с ОЭ заключается в следующем. При наличии постоянных составляющих токов и напряжений в схеме подача на вход усилителя переменного напряжения приводит к появлению переменной составляющей тока базы транзистора, а, следовательно, переменной составляющей тока в выходной цепи усилителя. За счёт падения напряжения на резисторе создаётся переменная составляющая напряжения на коллекторе, которая через конденсатор передаётся на выход усилителя – в цепь нагрузки.