Эквивалентная схема усилительного каскада

При расчете ряда параметров усилительного каскада часто используется его эквивалентная схема для переменной составляющей тока. Эта схема, приведенная на рис.2.9, построена при пренебрежении сопротивлением конденсаторов и внутренним сопротивлением источника питания Е . Пунктиром выделена схема замещения транзистора, которая совпадает со схемой рис.1.9. Выходная часть схемы рис.2.9 включает параллельное соединение сопротивлений R и R , на что указывает соотношение (2.5). Входной ток каскада, как видно из схемы рис.2.2, делится на три части: одна протекает через резистор R , вторая поступает на вход транзистора, а третья протекает через резистор R . В связи с этим, а также с учетом малости величины внутреннего сопротивления источника питания по сравнению с величиной сопротивления R , на входе транзистора в эквивалентной схеме рис.2.9 включено сопротивление, величина которого определяется параллельным соединением резисторов R и R₂. Таким образом, входное сопротивление усилительного каскада определяется как

R = R ║ R ║ r , (2.11)

где r_вх – входное сопротивление транзистора.

Как отмечалось выше, величина сопротивления r в схеме замещения транзистора мала, что позволяет записать соотношение для выходного сопротивления каскада в виде

R = R ║ r . (2.12)

Однако, поскольку r >> R , то обычно считается, что выходное сопротивление каскада равно сопротивлению резистора R .

Рис.2.9. Эквивалентная схема усилительного каскада

для переменной составляющей тока

Согласно схеме рис.2.9 входные клеммы каскада и транзистора находятся под одним потенциалом, что позволяет записать

I R = Ĩ_Б r , (2.13)

где I_ВХ и Ĩ_Б – действующие значения входного тока и переменной составляющей базового тока. Выходной ток каскада, протекающий через резистор R , является частью тока источника βĨ_Б. Для не очень высоких частот сопротивление емкости коллекторного перехода (конденсатора C ) остается большим. Кроме того, величина сопротивления r мала, а сопротивления r - велика. Поэтому величина переменной составляющей падения напряжения в нагрузке

I R = β Ĩ_Б (R ║ R ). (2.14)

Почленное деление (2.14) и (2.13) позволяет записать соотношение для коэффициента усиления каскада по току

Коэффициент усиления по напряжению усилительного каскада может быть определен как

К_u = = К , (2.16)

поскольку U_вх= I_вхR_вх, а U_вых = I_нR_н.