Усилительный каскад на биполярном транзисторе по схеме с общим коллектором (ок) (эмиттерный повторитель)
Основное назначение усилительного каскада с ОК – согласование высокоомного источника входного сигнала с низкоомной нагрузкой, поскольку входное сопротивление эмиттерного повторителя высоко, а выходное – малó (см. табл. 6.1).
Эмиттерным повторителем схему называют вследствие того, что ее выходное напряжение, снимаемое с эмиттера транзистора, близко по величине к входному напряжению
uвых = uвх + uбэ uвх |
(6.17) |
и совпадает с ним по фазе.
К
оэффициент
усиления по току каскада с ОК ki
>> 1, т.к.
выходной ток значительно больше входного,
т.е. iэ
>>
iб.
Резистор Rэ в схеме с ОК (рис. 6.7) выполняет ту же функцию, что и резистор Rк в схеме с ОЭ – на нем создается изменяющееся напряжение в выходной цепи за счет протекания в ней тока э, управляемого по цепи базы. Функция конденсатора Ср2 сводится к передаче в нагрузку переменной составляющей выходного сигнала. Резисторы R1, R2 предназначены для задания режима покоя каскада.
Режимы работы усилителей на биполярных транзисторах
В зависимости от положения рабочей точки покоя усилительные каскады могут работать в одном из режимов: А, В, АВ, C, D. Это положение определяется на характеристиках транзистора (рис. 6.6) совокупностью постоянных составляющих токов и напряжений в выходной кп, Uкэп и входной бп, Uбэп цепях.
При работе транзистора в активном (усилительном) режиме класса А положение рабочей точки покоя должно быть таким, чтобы ток через биполярный транзистор протекал в течении всего периода изменения входного сигнала, а амплитудное значение выходного тока m.к не превышало начального тока кп. Поэтому в усилителях класса А положение рабочей точки выбирают по середине линии нагрузки по постоянному току (точка Т0, рис. 6.6). Это обеспечивает линейное усиление переменного входного сигнала. Такой режим используют в каскадах предварительного усиления или в маломощных выходных каскадах. Недостатком такого усилителя является низкий КПД (max = 25…30%).
В усилителях класса В рабочая точка выбирается на линии нагрузки при токе коллектора кп = ко. В таком режиме транзистор открыт только на протяжении половины периода переменного входного сигнала. Особенностью этого режима является высокий КПД усилителя (max = 60…70%), поэтому его применяют в выходных двухтактных каскадах усиления мощности.
Режим класса АВ является промежуточным между режимами А и В. При малых и средних входных сигналах он обладает свойствами режима А, а при большом входном сигнале – режима В. КПД в режиме класса АВ – max = 50…60%.
Особенностью режима усиления класса С является подача отрицательного напряжения покоя Uбэ. Режим характеризуется как наибольшим КПД max = 80%, так и наибольшими нелинейными искажениями. Режим С применяется в выходных каскадах мощных усилителей.
Режим усиления класса D – это ключевой режим работы усилительного каскада.