Усилительные свойства транзисторов при различных способных включения

На рисунке 75.7, 75.8, 75.9 показаны различные способы включения транзисторов типа p-n-p. Выбор способа включения транзистора зависит от поставленной задачи (усиление по току или усиление по напряжению и мощности).

Рисунок 75.7. Транзисторный усилительный каскад с общей базой

Рисунок 75.8. Транзисторный усилительный каскад с общим эмиттером

Рассмотрим параметры схем:

а) Входное сопротивление определяется как отношение изменения на входе при любом способе включения к изменению входного тока:

(75.5)

б) Коэффициент усиления по току равен:

(75.6)

в) Коэффициент усиления по напряжения - это отношение напряжения на входных клеммах, транзистора (ΔU_вых) обусловленным падением напряжения на нагрузочном сопротивлении (R_н), к вызвавшему его изменению напряжения на входе (ΔU_вх)

(75.7)

г) Коэффициент усиление каскада по мощности определяется отношением:

(75.8)

При любом способе включения рабочий режим транзистора создается подачей на вход постоянного напряжения в пропускном направлении и преобразуемого переменного сигнала.

1) В схеме с общей базой (рисунок 75.7) перечисленные выше параметры каскада определяется следующим образом:

(75.9)

(α – еще называют коэффициентом преобразования эмиттерного тока). Так как I_э= I_б+ I_к, но поскольку I_б как правило мало, то К_I ≈ α близко к единице. Усиление по току не происходит

(75.10)

Благодаря включению эмиттером перехода в пропускном направлении, входное сопротивление каскада (R_вх) мало, сопротивление нагрузки (R_н) можно взять достаточно большим. Поэтому обычно:

; (75.11)

Таким образом, при включении транзистора по схеме с общей базой получают усиление сигнала на выходе по напряжению и по мощности.

2) В усилительном каскаде с общим эмиттером (рисунок 75.8) входным током является ток базы, а выходном ток коллектора.

В этом случае:

(75.12)

(75.13)

(75.14)

Усилительный каскад с общим эмиттером позволяет получить усиление по току, напряжению и мощности. Достоинством его является обеспечение усиления входного сигнала по току.

3) Для каскада с общим коллектором (рисунок 75.9) имеем:

(75.15)

(75.16)

(75.17)

Эта схема обладает очень высоким (десятки тысяч Ом) выходным сопротивлением.

Т.е. наибольшее усиление по мощности можно получить в схеме с общим эмиттером. Это схема на практике получила наибольшее распространение.

Малая величина входного сопротивления в схеме с общей базе позволяет использовать ее для усиления сигналов только от источников, внутреннее сопротивление которых меньше входного сопротивления каскада. Поэтому такая схема используется сравнительно редко.

Каскад с общим коллектором применяют в качестве предварительного или согласующего каскада при необходимости усиления сигналов от источника с большим внутренним сопротивлением.