Каскады на биполярных транзисторах

 

Схема с общим эмиттером

 

В схеме УК с общим эмиттером (ОЭ) входной сигнал поступает на входы база-эмиттер, а выходной снимается с коллектора (рис. 2.1):

, .

Ток эмиттера примерно равен току коллектора:

, .

Входное сопротивление схемы равно:

,

и обычно составляет единицы кОм.

 

Рис. 2.1

 

Выходное сопротивление схемы с ОЭ определяется обратно включенным коллекторным переходом и составляет обычно сотни кОм, поэтому .

КУ схемы по току:

,

где (иногда обозначают ) – коэффициент передачи тока из базы в коллектор.

Так как , то .

КУ по напряжению:

, .

КУ по мощности равен произведению коэффициентов и :

, .

Выводы:

· схема с ОЭ обеспечивает усиление входного сигнала по току, напряжению и мощности;

· схема с ОЭ используется в усилителях, генераторах, формирователях сигналов и является самой распространенной.

 

Схема с общей базой

 

В схеме УК с общей базой (ОБ) входной сигнал поступает на эмиттер, а выходной снимается с коллектора (рис. 2.2):

, .

Входным сопротивлением схемы с ОБ является сопротивление открытого эмиттерного p - n -перехода, которое обычно составляет десятки Ом. Входное сопротивление схемы с ОБ значительно меньше, чем в схеме с ОЭ:

.

 

Рис. 2.2

 

Выходное сопротивление схемы с ОБ определяется обратно включенным коллекторным переходом и составляет обычно несколько МОм (самое большое из трех видов схем!), И, конечно же .

КУ схемы по току:

,

где – коэффициент передачи тока из эмиттера в коллектор (для схемы с ОБ составляет 0,95…0,99).

КУ по напряжению:

.

Поскольку , то и составляет обычно несколько сотен или тысяч.

КУ по мощности:

.

Выводы:

· схема с ОБ абсолютно не обеспечивает усиление входного сигнала по току, но обладает максимальным усилением по напряжению;

· схема с ОБ используется на наиболее высоких частотах, а также при работе на высокоомную нагрузку.

 

Схема с общим коллектором

 

В схеме УК с общим коллектором (ОК) входной сигнал поступает на входы база-коллектор, а выходной снимается с эмиттера (рис. 2.3):

, .

Входное сопротивление схемы с ОК велико (сотни и тысячи кОм) и равно:

.

 

Рис. 2.3

 

Выходное сопротивление схемы с ОК составляет десятки Ом, т.е. .

КУ схемы по току:

.

КУ по напряжению:

.

КУ по мощности:

.

Выводы:

· схему с ОК обычно называют эмиттерным повторителем, т.к. нагрузка включена в цепь эмиттера;

· схема обеспечивает усиление входного сигнала по току и мощности, но не обеспечивает усиление по напряжению;

· схема отличается высоким входным и малым выходным сопротивлениями;

· схема с ОК широко используется в качестве согласующего каскада.

 

2.4. Представление параметров УК с различными схемами включения через g - и h -параметры

 

Представление параметров УК с различными схемами включения через g - и h -параметры приведено в табл. 2.1.

 

Таблица 2.1

 

Тип схемы	g вх	g вых	KU	KI
ОЭ
ОК
ОБ

 

 

Способы коррекции АЧХ

 

Нередко АЧХ УК требуется расширить либо в сторону ВЧ, либо в сторону НЧ, либо в обе стороны. Изменение АЧХ (а следовательно и ПХ) УК называют коррекцией. УК с коррекцией, усиливающие сигналы с очень широкой полосой частот (), называют широкополосными каскадами. Широкополосные каскады применяют как для усиления непрерывных широкополосных сигналов, так и для усиления импульсных сигналов с малым временем установления и большим диапазоном длительности импульсов.

Изменение АЧХ каскада в области низких частот, а следовательно, и его ПХ в области больших времен, называют НЧ коррекцией.

Изменение АЧХ каскада в области верхних частот, а следовательно, и его ПХ в области малых времен, называют ВЧ коррекцией.