Усилитель с общим эмиттером

Рассмотрим источник тока, нагрузкой для которого служит резистор (рис. 2.2.1). Напряжение на коллекторе равно

UK=UKK-IRK.

Можно через емкость задать сигнал в цепь базы, тогда напряжение на коллек­торе будет изменяться. Кон­денсатор С выбран так, что фильтр высо­ких частот, образованный этим конденса­тором и последовательно соединенными с ним резисторами смещения базы, про­пускает все нужные частоты (резисторы в цепи базы обычно выбирают так, чтобы импеданс со стороны базы, т. е. входное сопротивление транзистора, был гораздо больше и им можно было пренебречь).

Рис. 2.2.1 Каскад усиления переменного тока с общим эмиттером с отрицательной обратной связью в цепи эмиттера. Обратите внимание, что выходной сигнал снимается с коллектора, а не с эмиттера.

Иначе говоря,

Благодаря напряжению смещения, при­ложенному к базе, и наличию эмиттер-ного резистора сопротивлением 1,0 кОм ток покоя коллектора составляет 1,0 мА. Этот ток создает на коллекторе напряже­ние + 10 В ( + 20 В минус падение напря­жения на сопротивлении 10 кОм при про­текании тока 1,0 мА). Допустим теперь, что на базу подан сигнал иБ. Напряжение на эмиттере повторяет изменение напря­жения на базе иэ — иБ и вызывает измене­ние эмиттерного тока:

и приблизительно такое же изменение коллекторного тока (транзистор имеет большой коэффициент Л21э)« Итак, перво­начальное изменение напряжения на базе вызывает изменение коллекторного напряжения:

Получается, что схема представляет собой усилитель напряжения, коэффици­ент усиления которого определяется сле­дующим образом:

В нашем примере коэффициент усиления равен —10000/1000, или —10. Знак минус говорит о том, что положительный сигнал на входе дает на выходе отрицатель­ный сигнал амплитуда которого в 10 раз больше, чем на входе). Такая схема называется усилителем с общим эмиттером с отрицательной обратной связью в цепи эмиттера. 1

Входное и выходное сопротивление для усилителя с общим эмиттером. Нетрудно определить входное и выходное сопротивление усилителя. Для входного сигнала схема представляет собой параллельное соединение резисторов 110 кОм, и 10 кОм и входного сопротивления со стороны базы. Последнее приблизительно равно 100 кОм (сопротивление Rэ, увели-: ченное в h21 раз), а значит, входное сопротивление равно приблизительно 8 кОм (преобладающую роль играет сопротивление 10 кОм). Если использу­ется развязывающий конденсатор, ука­занный на схеме, то получаем фильтр высоких частот с точкой -3 дБ на часто­те 200 Гц. Для сигналов в рабочей полосе частот (выше частоты, соответствующей точке -3 дБ) конденсатором емкостью 0,1 мкФ можно пренебречь и учитывать только сопротивление 8 кОм, соединен­ное с ним последовательно.

Выходное сопротивление определяется как параллельное соединение сопротивле­ния 10 кОм и выходного сопротивления транзистора со стороны коллектора. Что же получается? Если бы не коллекторный резистор, то схема не отличалась бы от источника тока. Коллектор обладает очень большим сопротивлением (порядка мегаОм), поэтому выходное сопротивле­ние определяется коллекторным резисто­ром, сопротивление которого составляет 10 кОм. Напомним, что сопротивление со стороны коллектора велико, а со стороны эмиттера мало (как и в схеме эмиттерного повторителя). В выходном сопротивлении усилителя с общим эмиттером преобла­дает сопротивление резистора нагрузки, стоящего в цепи коллектора, а выходное сопротивление эмиттерного повторителя определяется выходным сопротивлением транзистора со стороны эмиттера, а не сопротивлением нагрузки, стоящей в цепи эмиттера.