1.5.5. Схема с общим коллектором

В схеме с общим коллектором входной цепью является цепь базы, а выходной – цепь эмиттера.

Схема с ОК имеет значительно большее значение входного сопротивления, чем любая другая схема включения транзистора, и усиливает сигнал по току и мощности. Большое значение входного сопротивления предопределяет широкое применение на практике данной схемы в качестве согласующего устройства.

Коэффициент усиления по напряжению близок к единице, причем всегда меньше ее, то есть схема с ОК практически не изменяет значения напряжения входного сигнала, иначе говоря, выходное напряжение повторяет входное. Именно поэтому эта схема называется эмиттерный повторитель. Эмиттерным потому, что сопротивление нагрузки включено в провод эмиттера и выходное напряжение снимается с эмиттера относительно общего провода схемы.

Статические характеристики транзистора, включенного по схеме с ОК, практически не отличаются от характеристик транзистора, включенного по схеме с ОЭ.

Кратко о схеме с ОК:

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

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

• фазы входного и выходного сигналов совпадают.

Достоинства:

• большое входное сопротивление,

• малое выходное сопротивление.

Недостатки:

• коэффициент усиления по напряжению меньше 1.

1.6. Выбор рабочей точки

Динамическим режимом работы транзистора называется такой режим, при котором в выходной цепи стоит нагрузочный резистор, за счёт которого изменение входного тока или напряжения будет вызывать изменение выходного напряжения

Точка на плоскости выходных (или других) характеристик усилительного прибора, связывающая текущие значения напряжений и токов в нем, называется рабочей точкой. Даже при отсутствии входного полезного сигнала усилительный каскад продолжает находиться в некотором вполне конкретном состоянии, которому соответствует некоторая вполне конкретная рабочая точка, ее обычно называют исходной рабочей точкой или рабочей точкой по постоянному току, если речь идет о транзисторном усилителе, предназначенном для усиления малых по амплитуде переменных токов и напряжений.

При выходе рабочей точки транзистора за пределы области линейного усиления не только нарушается пропорциональная зависимость изменений выходного сигнала от изменений входного сигнала, но вообще прекращается управляющее воздействие входного сигнала на выходной ток и напряжение, т.е. транзистор полностью теряет усилительную функцию. Считается, что транзистор работает в усилительном режиме (класс усиления А), если в процессе усиления рабочая точка не соприкасается с линиями насыщения и отсечки.

Напряжения и токи, а также внешние по отношению к усилительному прибору электрические цепи, обеспечивающие заданное положение рабочей точки по постоянному току, называются соответственно напряжениями, токами и цепями смещения.

В процессе воздействия сигналов на входные электроды усилительного прибора значения токов и напряжений в каскаде изменяются, а рабочая точка занимает различные положения. Линия на плоскости выходных характеристик, по которой движется рабочая точка в процессе воздействия сигналов на вход усилителя, называется нагрузочной линией или нагрузочной характеристикой. При чисто резистивном характере нагрузки в области линейного усиления нагрузочная характеристика имеет вид прямой, совпадающей с вольт-амперной характеристикой сопротивления нагрузки R_Н.

В каскадах с транзисторами применяют обычно питание от одного ис­точника – источника выходной цепи (Е_К). Для нормального режима работы транзистора необходимо, чтобы между эмиттером и базой было постоянное напряжение, называемое напряжением смещения базы (0,5-0,7 В).

Ток эмиттера, проходя через переход эмиттер-база, создает на нем некоторое падение напряжения, но оно недостаточно, и режим работы транзистора без дополнительного смещения оказывается непригодным для усиления (токи слишком малы). Необходимо подать некоторое смещение от источника питания коллекторной цепи. Это делается с помощью резистора R_Б (схема с фиксированным током базы) или делителя напряжения (схема эмиттерно-базовой стабилизации).