Материал: Попов Э.Г. Основы аналоговой техники. Учеб. пособие для студ. радиотехнических спец

(рис. 3.10). Благодаря существованию отрицательной ОС нелинейные искажения в схеме с

f

ОБ в общем случае оказываются меньшими, чем в схеме с ОЭ, что особенно заметно при увеличении внутреннего сопротивления источника сигнала R1 (см. рис. 3.6, кривая ОБ).

Уменьшение R1 приводит к снижению глубины параллельной по входу ОС, уровень нелинейных искажений возрастает и при R1 = 0 (ОС не действует) становится таким же, как и в схеме с ОЭ.

3.1.3.Включение биполярного транзистора по схеме с общим коллектором

Вданном включении коллектор является общим (по отношению к сигналу) для входа и выхода. Сигнал подаётся между базой и коллектором, а снимается между эмиттером и коллектором (рис. 3.11).

Вэтой схеме постоянный ток I0Б базы протекает от +Е0Б через Е1, R1, переход база-эмиттер, сопротивление нагрузки R2 к -E0Б. Постоянный ток коллектора I0К протекает от +E0К через коллектор, эмиттер, сопротивление R2 к -E0К. Входной ток iБ протекает от (+)E1 через R1, базу, эмиттер, R2, источник E0Б к (-)E1. Выходной ток iК течёт от эмиттера через R2, E0К, коллектор, эмиттер. В цепи эмиттера ток коллектора всегда имеет такое же направление, как и ток базы. Следовательно, выходной ток, протекая через сопротивление R1, сверху вниз создаёт на нём падение напряжения u2 с плюсом вверху и минусом внизу. Сравнивая полярность входного сигнала и напряжения u2, видим, что схема с ОК не переворачивает фазу усиливаемого сигнала.

Коэффициент усиления по напряжению, равный отношению напряжения u2 = uЭК к входному напряжению uБК, для схемы ОК всегда меньше единицы, так как uБК = uБЭ + uЭК:

76

его внутреннее сопротивление R1. Теперь для выходного сопротивления можно записать

Выходное сопротивление схемы может находиться в пределах от нескольких Ом до сотен Ом.

β

Рис. 3.12

Выражение для входной динамической емкости каскада с общим коллектором выводится так же, как и для входной динамической емкости, в схеме с общим эмиттером (см. рис. 3.4, (3.16 – 3.20)). При этом следует учесть, что в схеме с общим коллектором фаза сигнала не переворачивается. Пользуясь вышеуказанной методикой, получим выражение для входной динамической емкости каскада с общим коллектором:

78

Из последнего выражения следует, что входная динамическая емкость для схемы с общим коллектором существенно меньше, чем для схемы с общим эмиттером. Величина этой емкости стремится к значению СК по мере приближения коэффициента передачи схемы с общим коллектором к единице: (КК→1).

Сравнивая параметры схемы с ОК с аналогичными для схемы с ОЭ, видим, что в схеме с ОК уменьшился коэффициент усиления по напряжению, выросло входное сопротивление и появилась его зависимость от величины нагрузки, уменьшилось выходное сопротивление и стала очень заметной его зависимость от сопротивления источника сигнала. Все эти качества становятся легко объяснимыми, если схему с общим коллектором представить в виде схемы с ОЭ, охваченной стопроцентной отрицательной обратной связью по напряжению последовательной по входу (рис. 3.12). На этом рисунке пунктиром выделены усилитель и четырёхполюсник обратной связи β.

Частотные свойства схемы с общим коллектором можно проанализировать с помощью эквивалентной схемы (рис. 3.13).

Благодаря наличию отрицательной обратной связи частотная характеристика для этой схемы значительно расширяется и ограничивается частотой верхнего среза, примерно равной частоте ft [1]. Вывод формулы для определения частоты верхнего среза оказывается весьма громоздким [1]. Однако использование известных программ проектирования радиотехнических схем для персональных ЭВМ, например MICROCAP или PSPICE, может существенно упростить задачу определения частоты верхнего среза в каждом конкретном случае.

79

Рис. 3.13

Зависимость входного сопротивления от частоты представлена на рис. 3.14. На низких частотах ZВХ определяется выражением (3.28) и оказывается весьма значительным благодаря влиянию обратной связи. С ростом частоты выше f1 ухудшаются частотные свойства транзистора, уменьшается глубина ОС, и входное сопротивление падает. На частотах, превышающих f2, входное сопротивление стремится к величине rБ', так как ОС уже не действует, а величина сопротивления ёмкости CК становится близкой к короткому замыканию.

80