Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов 1 _l

' z.

Так как гкэ > |ZK |, то получим ZB

(3)

Аналогично легко найти показатели усилителей ОБ и ОК. В табли-

це 1 приведены упрощенные расчетные формулы (включая (1), (2) и

(3)) для трех основных схем усилителей. Коэффициенты усиления

каскадов ОБ и ОК определялись при подключенной внешней нагрузке

Z H . При расчете показателей каскадов учитывалось, что

гкэ > | ZK | > | ZH | > l/S для усилителя ОБ и rK)>\Z3\>\Za\> 1/S для уси-

лителя ОК. Для усилителя ОК проводимость }£н = 1/гю -И/Z, + 1/ZH,

а суммарное сопротивление Z£H = 1/}£н. На основании формул табли-

цы 1 проведем сравнение основных параметров усилителей.

Таблица 1

оэ

к

ОБ

Л

ОК

S

„

Л

*- сн

^ сн

S + 1/Z'CH

r5,(l + SZ'CH)

*-вх

7

Г

бэ

]

S

1

•^вых

1

l/^+1/r^

l/Z K +l/r D

I

S

Усилитель ОБ обеспечивает такой же модуль коэффициента уси-

ления по напряжению, как и усилитель ОЭ. Однако каскад ОБ не ин-

вертирует фазу входного сигнала.

При |Z H | > 1/5 коэффициент передачи усилителя ОК по напряже-

нию будет примерно равен единице, оставаясь меньше единицы. Сле-

довательно, усилитель ОК не усиливает входное напряжение. По этой

причине этот усилитель называют эмиттерным повторителем.

Так как ток эмиттера много больше тока базы, то каскад ОК во

много раз усиливает входной ток и мощность сигнала. Важное досто-

инство этого каскада — повышенное входное сопротивление. Оно

наибольшее по сравнению с входными сопротивлениями усилителей

7.2. Резистивный и резонансный усилители

ОЭ и ОБ. Каскад ОК часто устанавливают на входе устройств связи

для того, чтобы это устройство потребляло от источника сигнала ми-

нимум энергии. Эмиттерный повторитель имеет наименьшее по срав-

нению с другими каскадами выходное сопротивление. Поэтому для

внешней нагрузки этот усилитель близок по свойствам к идеальному

источнику напряжения. Выходное напряжение при этом слабо зависит

от сопротивления нагрузки. Поэтому каскад ОК часто устанавливают

на выходе микросхем и других устройств передачи информации.

Минимальное входное сопротивление имеет каскад ОБ. Этот кас-

кад удобно использовать на входе приемных устройств, если входной

сигнал поступает с проводной или кабельной линии передачи сигна-

лов. Как известно, выходное сопротивление длинных линий относи-

тельно невелико и для передачи максимума мощности входное сопро-

тивление приемника должно быть равно выходному сопротивлению

линии связи.

Усилители на полевых транзисторах также строятся с использова-

нием трех основных схем. В зависимости от вывода транзистора, со-

единяемого с корпусом, различают усилители с общим истоком, с об-

щим затвором и с общим стоком. Свойства этих усилителей

аналогичны свойствам усилителей на биполярных транзисторах.

7.2. Резистивный и резонансный усилители

Резистивный усилитель — это усилитель, у которого в качестве

нагрузки используются резисторы. Так как в этом усилителе из-за от-

сутствия катушек индуктивности (индуктивностью выводов элемен-

тов пренебрегаем) не возникает колебательных процессов, то рези-

стивный усилитель часто называют апериодическим усилителем.

Резисторы в резистивном усилителе используются в качестве внут-

ренней и внешней нагрузки.

На рис. 1 приведена наиболее часто используемая схема однокас-

кадного резистивного усилителя с общим эмиттером (ОЭ). Схема с

ОЭ при прочих равных условиях дает наибольший коэффициент уси-

ления по мощности. В качестве внутренней и внешней нагрузки ис-

пользуются резисторы RK и RH соответственно. Внешний нагрузочный

резистор может отсутствовать, если в качестве внутренней коллек-

торной нагрузки включены громкоговоритель, реле, линия связи и

т. п. Назначение разделительных и блокировочных конденсаторов в

схеме рассмотрено выше.