Глава 6. Усилители на биполярных транзисторах

ром С Э , сопротивление которого на частоте усиливаемого сигна-

ла должно быть незначительным.

Для определения основных динамических параметров уси-

емкостей C1 , C 2 и С Э в области средних частот очень малы и

ими можно пренебречь. Воспользовавшись Т-образной схемой

замещения транзистора с ОЭ (рис. 6.2), получим эквивалентную

схему усилительного каскада.

Эмиттерный переход транзистора VT, смещенный в прямом

хода rЭ , которое при изменении эмиттерного тока в пределах еди-

ницы – десятки миллиампер составляет единицы – десятки омов.

Цепь базы транзистора показана в эквивалентной схеме объем-

ным сопротивлением базы активного характера rБ , составляю-

щим единицы – сотни омов.

Дифференциальное коллекторное сопротивление транзисто-

′ра по схеме с ОЭ r

r

(6.1)

где rK – дифференциальное коллекторное сопротивление

транзистора по схеме с ОБ; β – коэффициент передачи тока базы

в схеме с ОЭ.

Эквивалентный генератор тока β

чи тока β . Сопротивление R отражает параллельное соединение

сопротивлений делителя R1 и R 2 по переменному току, т.е.

– 81 –

(6.2)

Полное входное сопротивление усилителя с учетом парал-

лельно подсоединенного эквивалентного сопротивления делителя

определяется выражением

R R

н

(6.3)

Rвхп =

R

(6.4)

где R BX – входное сопротивление усилителя при отсутствии

делителя в базовой цепи транзистора VT .

Входное сопротивление усилителя при отсутствии делителя

в базовой цепи транзистора VT определяется отношением

Rвх =

Из эквивалентной схемы усилителя можно получить следу-

ющие соотношения:

u вх = U БЭ .

i вх I Б

(6.5)

U БЭ = I Б r Б + I Э r Э ;

IЭ = IК + IБ ;

β I Б = I ′К + I К ;

β I Б r ′К

(6.6)

(6.7)

(6.8)

IК =

r ′К + R Кн + r Э

;

(6.9)

β

(6.10)

– 82 –

Тогда

U БЭ = I Б r Б + r Э 1 +













 ;

r ′К + R Кн + r Э  

β r ′К

(6.11)

(6.12)

Обычно

β

r К 〉〉 R Кн ;

R Кн〉〉 r Э ;

Rвх ≈ r Б + r Э (1 + β) .

(6.13)

(6.14)

(6.15)

Если резистор R Э в схеме (рис. 6.1,а) не зашунтирован по

переменному току конденсатором С Э , то последовательно с rЭ в

эквивалентной схеме усилителя нужно включить сопротивление

R BX . Входное сопротивление R BX в этом случае определяется

выражением

Rвх = r Б + (r Э + R Э ) * (1 + β) .

(6.16)

Включение низкоомного делителя напряжения R1 , R 2 , улуч-

шающего температурную стабильность усилителя, значительно

снижает его входное сопротивление.

При использовании высокооомного делителя напряжения ( R1

и R 2 ) с учетом выражений (6.9) и (6.12), а также R вх〉〉 R вн , коэф-

фициент усиления напряжения определяется равенством

r ′К

β

KU =

U вых = I К R Кн

U вх I Б Rвх

В случаях, когда r ′К 〉〉 R Кн ; R Кн〉〉 r Э ,

– 83 –

KU = −

β

(6.17)

Если сопротивление источника входного сигнала R

ле К Uн =

U вых . Значение UВЫХ определяют аналогично рассмот-

ЕИ



r ′К

.



 r ′К + R Кн + r Э 

ренному ранее: U вых = I K R Кн = −β R Кн I Б 



Ток базы I Б =

Еи

R вн + Rвх

, тогда

r ′К

β

где R BX в зависимости от особенностей схемы можно опре-

делять по формулам (6.4), (6.12), (6.15), (6.16).

При RH = ∞ коэффициент усиления тока K I = I K I Б . С уче-

том выражения (6.9) K I =

r ′K + R К + r Э

β r ′K

. В тех случаях, когда

(6.18)

Iн

r ′K 〉〉 R Kн ; R Kн〉〉 r Э ,

K I = β.

= IН =β

Если R н ≠ ∞ , коэффициент усиления тока K

Если ′ 〉〉r K R Kн ; R Kн〉〉 r Э , то

IБ

r ′

К Iн = β

R

(6.19)

При R Н = ∞ с учетом r ′K 〉〉 R K Rвых ≅ R K .

Из выражений (6.4), (6.15), (6.17), (6.18), (6.19), пользуясь

формулами определения физических параметров транзистора с

ОЭ через его h -параметры:

– 84 –