Усилительный каскад с оэ
При схеме включения биполярного транзистора с общим эмиттером (ОЭ) входной сигнал подаётся на базу, а снимается с коллектора. При этом выходной сигнал инвертируется относительно входного (для гармонического сигнала фаза выходного сигнала отличается от входного на 180°). Каскад усиливает и ток, и напряжение. Данное включение транзистора позволяет получить наибольшее усиление по мощности, поэтому наиболее распространено. Однако при такой схеме нелинейные искажения сигнала значительно больше. Кроме того, при данной схеме включения на характеристики усилителя значительное влияние оказывают внешние факторы, такие как напряжение питания, или температура окружающей среды. Обычно для компенсации этих факторов применяют отрицательную обратную связь, но она снижает коэффициент усиления.
Ек=uk +IkRk при Rн → ∞
uk= Ек ─ IkRk
Поэтому очевидно, что для управления напряжением на коллекторе транзистора и соответственно Uвых, необходимо изменять Ik , функцией изменения Uвх и соответственно Iвх. А поскольку известно, что Ik приблизительно равно β*Iб, где β – коэффициент усиления тока базы каскада с ОЭ, то такая схема будет усиливать входной ток в β раз. Характер изменения тока коллектора Ik можно получить, проанализировав положение изображающих точек на характеристиках транзисторов.
Uk=Uвых при Rн → ∞
Для построения нагрузочной прямой найдём точки её пересечения с осями координат. При Ik=0 (транзистор полностью закрыт) Uk=Ek .
При
полностью открытом транзисторе
максимальный возможный ток через
коллектор Ikмах
=
(ток короткого замыкания при полностью
открытом транзисторе).
Соединив эти две точки, получим нагрузочную прямую.
Рассмотрим значение и взаимодействие элементов схемы
Транзистор
VT совместно с резистором Rk
образует управляемый делитель напряжения.
Степень открытия транзистора, т. е.
положение изображения точки l3 на
нагрузочной прямой, определяется током
втекающим в базу, который является
алгебраической суммой токов: Iб=
Iвх
+ Iсм;
Iсм=
Ток смещения Iсм, втекающий в базу через Rб, нужен для установки режима работы усилительного каскада по постоянному току, то есть при отсутствии входного сигнала.
Точка l3 на нагрузочной прямой называется точкой покоя и Iсм сдвигает эту рабочую точку покоя на середину линейного участка входной характеристики l1, переходной характеристики l2, выходной характеристики l3.
Из графиков видно, что диапазон линейной передачи входного сигнала ограничен «снизу» (при малых сигналах) нелинейностью входной характеристики, а «сверху» нелинейностью переходной характеристики транзистора, вследствие насыщения транзистора.
Если амплитуда входного сигнала велика, то при правильном выборе рабочей точки, т.е. режима работы каскада по постоянному току, выходной сигнал «ограничивается» симметрично. Значение базового Rб выбирается из:
Rб=
Iбl1 и Uбl1 определяется по усреднённой входной характеристике транзистора по справочнику. В конкретной схеме обычно требуется набор Rб при наладке. Усилительный каскад с общим эмиттером обеспечивает усиление входного сигнала как по току в β раз, так и по напряжению.
Коэффициент усиления по напряжению равен:
Ku=
при Rн
→
∞
И
если соотношение 
то он будет приблизительно равен β*Rk
Ku
≈ 
Rвых≈Rk
При увеличении тока нагрузки Iн Uвых снижается и коэффициент усиления падаёт. Знак «─» означает инверсию фазы выходного сигнала, т.е. с увеличением Rk коэффициент усиления увеличивается.
Кроме рассмотренных элементов в схеме присутствуют 2 конденсатора Cвх и Cвых , они нужны для того, чтобы Rвнутр источника сигнала и сопротивления нагрузки Rн не нарушали режим работы каскада по постоянному току. Т.е. рассмотренный усилитель способен усиливать только переменную составляющую сигнала.
Резюмируя всё это можно сказать, что усилительный каскад инвертирует входной сигнал, усиливает его по току, напряжению и мощности.
Достоинством каскада является большое усиление по мощности.
Недостаток: низкое входное сопротивление и высокое выходное. Это затрудняет согласование каскада с высокоомными маломощными источниками сигнала.