Усилительный каскад ОК (эмиттерный повторитель)

На рис. 4.6 приведена схема усилительного каскада ОК. Ее называют каскадом ОК, так как коллекторный вывод транзистора по переменному току является общим для входной и выходной цепей каскада. Эмиттерным повторителем схему называют вследствие того, что ее выходное напряжение, снимаемое с эмиттера транзистора, близко по величине входному напряжению (u_н = u_вх+ u_эб » u_вх) и совпадает с ним по фазе.

Резистор R_э в схеме выполняет ту же функцию, что и резистор R_к в схеме ОЭ, - создание изменяющегося напряжения в выходной цепи, за счет протекания в ней тока, управляемого по цепи базы. Конденсатор С2 отсекает постоянную составляющую напряжения, выделяемого на сопротивлении R_э. Резисторы R1 и R2 предназначены для задания режима покоя каскада. Для повышения входного сопротивления каскада резистор R2 в схему часто не вводят. Расчет каскада по постоянному току проводят по аналогии со схемой ОЭ.

Входное сопротивление каскада ОК определяется сопротивлением параллельно соединенных резисторов R1, R2 и сопротивлением входной цепи транзистора r_вх:

R_вх = R₁|| R₂|| r_вх.

Для определения r_вх выразим напряжение U_вх через ток базы I_б:

U_вх = h_11эI_б + (R_э||R_н)I_э = I_б[h_11э+ (b+1) (R_э||R_н)].

Поделив U_вх на I_б, получим входное сопротивление входной цепи транзистора

r_вх = h_11э+ (b+1) (R_э||R_н).

Таким образом, входное сопротивление каскада ОК без учета шунтирующего сопротивления коллекторной цепи транзистора R_к (которое обычно достаточно велико) равно

R_вх = R₁|| R₂|| [h_11э+ (b+1) (R_э||R_н)]. (4.2)

Анализируя выражение (4.2), можно видеть, что при выборе высокоомного входного делителя R₁|| R₂ входное сопротивление каскада ОК получается достаточно большим даже при низкоомной нагрузке R_н. Так при b = 50 и R_э||R_н = 1 кОм входное сопротивление R_вх = 51 кОм.

Высокое входное сопротивление определяет область применения каскада ОК: согласующее звено между маломощным источником сигнала с высоким внутренним сопротивлением и низкоомным приемником сигнала.

Выходное сопротивление каскада ОК представляет собой сопротивление схемы со стороны эмиттера и определяется соотношением

R_вых = R_э|| [(h_11э+ R_Г|| R₁|| R₂)/(b+1)].

Выходное сопротивление каскада мало (10-50) Ом. Это свойство используют для согласования выходной цепи усилителя с низкоомным сопротивлением нагрузки (выходные каскады усилителей).

Коэффициент усиления по токуопределяется так же, как и в схеме ОЭ, выражением, аналогичным выражению (4.1) с учетом отличий входных и выходных сопротивлений и параметра h_21к = (b+1)

Коэффициент усиления по напряжению K_U < 1 и в пределе стремится к единице. Это свойство каскада используют, когда необходимо повысить мощность сигнала при сохранении величины напряжения.

Коэффициент усиления по мощности можно считать равным K_I, так как K_U » 1.