1.2. Усилители с общей базой и общим затвором

На рис. 1.3 приведен другой используемый вид схем усили­телей на биполярных и полевых транзисторах. На рис. 1.3, а по­казана схема транзисторного усилителя с общей базой (ОБ); здесь вывод базы присоединен к земле (в отношении перемен­ной составляющей сигнала это может быть осуществлено при помощи RС-цепочки, как показано на рис. 1.2,6). В схеме, изо­браженной на рис. 11.3, а, входной сигнал прикладывается меж­ду эмиттером и базой, а выходной сигнал снимается с сопро­тивления RK, по которому течет ток коллектора.

Достоинством схемы с ОБ является хорошая развязка меж­ду входной и выходной цепями, что особенно существенно для высокочастотных (ВЧ) схем, в которых внутренняя обратная связь должна быть минимальной. (Упомянутая обратная связь рассмотрена более подробно в разд. 1.12.) Заметим, что в схе­ме на рис. 1.3, а используется n — р — n-транзистор, а прямое смещение на входе и обратное на выходе создаются при помо­щи источников питания, включенных надлежащим образом.

На рис. 1.3, б показана схема усилителя на ПТ, аналогичная схеме усилителя на биполярном транзисторе, изображенной на рис. 11.3, а. В схеме используется полевой транзистор с каналом р-типа и, как описывалось в разд. 1.1, на входе создается обрат­ное смещение вместо прямого. Такую схему называют схемой с общим (заземленным) затвором. Применяемый на практике ва­риант схемы на МОП-транзисторе приведен на рис. 1.3, в. Со­кращенным словом «Подл» обозначен дополнительный вывод подложки, присоединенный к основанию пластины, используе­мой в процессе изготовления транзистора. Иногда для обозна-нения затвора применяют символы з₁ и з₂.

Рис. 1.3. Схемы с общей базой и общим затвором.

Коэффициент усиле­ния сигнального тока для схемы с общей базой можно полу­чить, если приращение выходного сигнального тока разделить на приращение входного сигнального тока. Коэффициент уси­ления по току для схемы с общей базой а определяется выра­жением

(1.3)

где АIк — приращение коллекторного тока и ДI_э — приращение эмиттерного тока.

Коэффициент a называется коэффициентом прямой передачи тока.

В схемах, показанных на рис. 11.3, не происходит поворота фазы сигнала на 180°, как это имело место в схемах с зазем­ленным эмиттером или истоком. Например, в схеме, приведен­ной на рис. 1.3, а, положительная полуволна входного сигнала уменьшает прямое смещение эмиттерного перехода, что приво­дит к уменьшению тока коллектора. Поэтому падение напряже­ния на R_u уменьшится Так как это падение напряжения прило­жено минусом к выводу коллектора и плюсом к источнику пи­тания, то напряжение коллектора станет менее отрицательным. Следовательно, положительной полуволне входного напряжения соответствует положительная полуволна выходного напряжения.

3.3. Усилители с общим коллектором и общим стоком

В схеме, показанной на рис. 1.4, а, коллектор для перемен­ной составляющей сигнала заземлен. Поэтому данную схему можно рассматривать как схему с общим (заземленным) кол­лектором (ОК). Обычно эту схему называют эмиттерным повто­рителем (ЭП). Схема полезна, когда нужно понизить выходное сопротивление каскада: выходное сопротивление ЭП во много раз меньше его высокого входного сопротивления. Эмиттерный повторитель может заменить согласующий трансформатор. При этом снижается стоимость производства, уменьшаются габари­ты устройства и ослабляется влияние шунтирующих паразит­ных емкостей.

В схемах, показанных на рис. 1.4, не происходит поворота фазы выходного сигнала относительно входного; при этом ве­личина напряжения выходного сигнала примерно равна величи­не напряжения входного сигнала, поэтому эти схемы и называ­ют повторителями. Аналогичная схема усилителя на полевом транзисторе приведена на рис. l.4, б; она называется потоковым. повторителем или схемой с общим (заземленным) стоком. Схе­ма повторителя, используемая на практике, изображена на рис. 1.4, в. Она включает входную и выходную разделительные ем­кости, а также выводы заземления входной и выходной цепей. Предполагается, что в схемах, изображенных на рис. 1.4, бив, вывод стока заземлен для сигнала либо шунтирующей емко­стью, как показано на рис. l.4, а, либо емкостью фильтра источ­ника питания.

Рис. 1.4. Схемы эмиттерного и истокового повторителей.

Аналогично вывод резистора R₁ (рис. 1.4, а — в), подключае­мый к источнику смещающего напряжения, заземлен либо ем­костью фильтра источника, либо дополнительной шунтирующей емкостью. Так как сопротивление цепи затвора МОП-транзистора очень высоко, входное сопротивление истокового повторите­ля на таком транзисторе практически равно Rь

В эмиттерных и истоковых повторителях коэффициент уси­ления по напряжению всегда меньше единицы, хотя при этом коэффициент усиления по току, как правило, значительно боль­ше единицы. Эти схемы в основном применяются для согласо­вания входных и выходных импедансов в цепях передачи сиг­налов, а также для развязки между каскадами. В последнем случае повторители используются как буферные каскады.