1.5.3. Схема с общим эмиттером

Схема с общим эмиттером (ОЭ) представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Схема с общим эмиттером

В схеме с общим эмиттером входной цепью является цепь базы, а выходной – цепь коллектора. В схеме ОЭ напряжение U_БЭ > 0 прикладывается непосредственно к эмиттерному переходу и отпирает его. Напряжение U_КЭ распределяется между обоими переходами: U_КЭ = U_КБ + U_БЭ . Для того, чтобы коллекторный переход был закрыт, необходимо U_КБ = U_КЭ – U_БЭ > 0 , что обеспечивается при U_КЭ > U_БЭ > 0.

Вид характеристик транзистора в схеме с общим эмиттером отличается от вида характеристик, снятых в схеме с общей базой. Входная характеристика, как и в предыдущем случае, имеет вид ВАХ диода в прямом направлении. Под влиянием напряжения U_КЭ > 0 эта характеристика смещается вниз и вправо. Это значит, что повышению потенциала коллектора соответствует уменьшение тока базы I_Б при том же значении напряжения U_БЭ. Такое явление объясняется действием обратной связи в транзисторе. Часть напряжения U_КЭ оказывается приложенной к переходу база-эмиттер; во внешней цепи это напряжение действует навстречу напряжению источника, подключенного к этому переходу, и приводит к уменьшению тока базы.

Семейство выходных характеристик показано на рисунке 6. Как правило, характеристики даются при различных токах базы. Первая характеристика при I_Б = 0 выходит из начала координат и напоминает обычную характеристику для обратного тока полупроводникового диода.

Рисунок 6 – Выходные характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером

Если I_Б > 0, то выходная характеристика расположена выше, чем при I_Б = 0, и тем выше, чем больше ток I_Б. Следовательно, пропорционально возрастает и ток I_К.

Особенностью выходной характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером по сравнению с характеристикой в схеме с общей базой, является то, что она целиком лежит в первом квадранте. Это связано с тем, что в схеме ОЭ напряжение U_КЭ распределяется между обоими переходами, и при U_КЭ < U_БЭ напряжение на коллекторном переходе меняет знак и становится прямым, в результате транзистор переходит в режим насыщения при U_КЭ >0. В режиме насыщения характеристики сливаются в одну линию, то есть ток коллектора не зависит от тока базы.

При дальнейшем увеличении U_КЭ характеристики идут с небольшим подъемом, что означает сравнительно малое влияние выходного напряжения на ток коллектора. Эта часть характеристики соответствует активному режиму работы транзистора.

Выходные характеристики также показывают, что чем больше токи I_К, тем раньше, то есть при меньших значениях U_КЭ, наступает электрический пробой.

1.5.4. Основные параметры транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером

1. дифференциальный коэффициент передачи тока базы

при , (11)

2. дифференциальное входное сопротивление транзистора

при , (12)

3. дифференциальное выходное сопротивление транзистора

при . (13)

4. крутизна характеристики в усилительном режиме:

при . (14)

Из выражений (11) и (14) следует:

(15)

При определении параметров по формулам (7) – (14) с помощью вольтамперных характеристик транзисторов производные заменяют конечными приращениями соответствующих величин.

Статические коэффициенты передачи тока эмиттера  и базы  определяются в соответствии с выражениями:

при , (16)

при . (17)

Схема с ОЭ имеет большее, чем схема с ОБ, входное сопротивление и усиливает сигнал как по току, так по напряжению и мощности.

Для схемы с общим эмиттером:

• коэффициент усиления по току: I_ВЫХ/I_ВХ = I_К/I_Б = I_К/(I_Э-I_К) = α/(1-α) = β; β>>1,

• входное сопротивление: R_ВХ = ΔU_ВХ/ΔI_ВХ = ΔU_БЭ/ΔI_Б,

Достоинства:

• большой коэффициент усиления по току,

• большой коэффициент усиления по напряжению,

• наибольшее усиление мощности,

• можно обойтись одним источником питания,

• выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.

Недостатки:

• худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой.