5. Каскад оэ, характеристики(Хоменко)

К аскад ОЭ усиливает напряжение и ток, инвертирует фазу сигнала. На рисунке изображена самая распространённая схема, она дает наибольшее усиление по мощности.

Характеристики: 1) Коэффициент усиления по току . Поскольку ток коллектора в десятки раз больше тока базы, то состав­ляет десятки единиц. 2) Статический коэф­фициент усиления по току (или коэф­фициент передачи тока) для схемы ОЭ β. Он характеризует только сам транзистор, поэтому определяется в режиме без нагрузки (Rн=0), т.е. при постоянном напряжении участка коллектор-эмиттер. β=Δi_к/Δi_б при Uк-э=const. Коэффициент β бывает равен десят­кам и даже сотням, а реальный коэффициент усиления по току каскада ki всегда меньше, чем β, так как при включении нагрузки Rн ток i_к умень­шается.3) Коэффициент усиления каскада по на­пряжению к_и равен отношению ампли­тудных или действующих значений вы­ходного и входного переменного напря­жения. . 4) Входное сопротивление определяется по закону Ома и составляет от сотен Ом до единиц килооом.

Каскад по схеме ОЭ при усилении сигнала переворачивает фазу напряжения, т.е. между входным и выходным напряжением имеется фазовый сдвиг 180⁰.

Достоинство схемы ОЭ – удобство питания её от одного источника, поскольку на коллектор и базу подаются питающие напряжения одного знака.

Недостатки данной схемы – худшие по сравнению со схемой ОБ частотные и температурные свойства. С повышением частоты усиление в схеме ОЭ снижается в значительно большей степени, нежели в схеме ОБ. Режим работы ОЭ сильно зависит от температуры.

Каскад ОЭ усиливает напряжение и ток, инвертирует фазу сигнала. При увеличении е_г , увеличивается ток базы i_б, тогда увеличивается ток коллектора i_к и увеличивается падение напряжения на резисторе Rн, значит выходное напряжение уменьшается.

При R=0 коэфф. усиления по току максимален и равен К_Imax=h_21э коэффициент усиления по напряжению К_u.=0. При Rн=∞ коэффициент усиления по току равен 0, коэффициент усиления по напряжению максимален. Коэффициент усиления по мощности К_p= К_u*К_i максимален при оптимальном (согласованном)Rн.

В области низких частот R_вх=U_{бэ m}/I_{бэ m}=h_11э (маломощные 300..3000 Ом, мощнее около 10 Ом) и слабо зависит от Rн. Выходное сопротивление каскада Rвых=1/h_22э (десятки-сотни кОм).

На частоте большей чем f_h21 коэффициент h_21э резко уменьшается и равен 1 на частоте fгр биполярного транзистора. Эти величины связаны соотн. fгр = h_21э * f_h21. По этому при Rн=0 частота верхнего среза каскада ОЭ равна f_h21.

Зависимость от частоты коэф. усиления тока транзистора в каскаде с ОЭ:

6. Каскад об, ок, характеристики(Хоменко)

ОБ Данная схема дает значительно меньшее усиление по мощности и имеет ещё меньшее входное сопротивление, чем схема ОЭ, все же её иногда применяют, т.к. по своим частотным и температурным свойствам она значительно лучше схемы ОЭ.

Характеристики: 1)Коэфф. усиления по току всегда несколько меньше единицы: , т.к. ток коллектора всегда лишь немного меньше тока эмиттера.

2)Коэфф. передачи тока α определяется для режима без нагрузки (Rн=0), т.е. при постоянстве напряжения к-б. , при Uк-б=const. α всегда меньше 1, и чем он ближе к 1, тем лучше транзистор. 3)Коэфф. усиления по напряжению ; равен десяткам и сотням. 4)Входное сопротивление . Входное сопротивление для схемы ОБ - всего лишь десятки, а у более мощных транзисторов даже единицы ом. Такое малое R_BX является существенным не­достатком схемы ОБ. Выходное сопро­тивление в этой схеме получается до сотен килоом.

Для схемы ОБ фазовый сдвиг между выходным и входным напряжением от­сутствует, т. е. фаза напряжения при уси­лении не переворачивается. Полярность отрицательной полуволны входного напряжения, под влиянием которой возрастают токи i_э и i_K и увеличивается падение напряжения на резисторе нагрузки, т. е. отрицатель­ная полуволна выходного напряжения.

Следует отметить, что каскад но схеме ОБ вносит при усилении мень­шие искажения, нежели каскад по схеме ОЭ.

О К. Коллектор является общей точкой входа и выхода, т.к. источники питания Е₁ и Е₂ шунтированы конденсаторами большой емкости и для переменного тока могут считаться короткозамкнутыми. Особенность этой схемы в том, что входное напряжение полностью передается обратно на вход, т.е. очень сильна ООС.

Характеристики: 1)Входное напряжение Uвх=Uбэ+Uвых.

2) Коэффициент усиления по току каска­да ОК почти ктакой же, как и в схеме ОЭ, т. е. равен нескольким десяткам Ki=Imэ/Imб=( Imк+Imб)/ Imб= Imк/Imб+1. 3)коэфф. усиления по наряжению всегда близок к 1, причем всегда меньше её:

Кu=Umвых/Umвх=Umвых/(Umб-э+Umвых)<1. 4) Входное сопротивление каскада по схеме ОК составляет десятки килоом, что является важным достоинством схе­мы.

Rвх= Umвх/Imвх=(Umб-э+Umвых)/ Imб. Рассмотрев полярность переменных напряжений в схеме, можно установить, что фазового сдвига между Uвых и Uвх нет. Пусть, например, в данный момент подается положительная полуволна Uвх как показано на рис. Тогда увели­чится напряжение Uб-э и возрастет ток эмиттера, который увеличит падение на­пряжения на резисторе нагрузки. Следо­вательно, на выходе получится поло­жительная полуволна напряжения. Таким образом, выходное напряжение совпа­дает по фазе с входным и почти равно ему. Иначе говоря, выходное напряжение повторяет входное. Именно поэтому данный каскад называют эмиттерным повторителем.