4.3. Схема с общей базой

Если схему с общей базой (рис. 4.22) сравнить со схемой с обидам эмиттером (рис. 4.10), то можно увидеть, что источник напряжения сигнала включен между одними и теми же выводами.

Рис. 4.22. Схема с общей базой.

Поэтому получается то же усиление по напряжению, хотя и с положительным знаком, так как вместо dU_BE = dU_e здесь имеет место соотношение dU_BE = - dU_e. Существенное различие между двумя схемами состоит в том, что источник напряжения сигнала для схемы с общей базой находится между базовым выводом и общей точкой. Поэтому, как видно из рис. 4.22, этот источник нагружен не базовым, а эмиттерным током. Следовательно, входное сопротивление для схемы с общей базой меньше, чем в схеме с общим эмиттером, в  раз.

Для точного расчета запишем соотношения для рис. 4.22

Используя основные уравнения (4.6) и (4.7), найдем

При R_g  0 из этой формулы получим r_a = R_C || r_CE, что имеет место также в схеме с общим эмиттером Повышению выходного сопротивления препятствует R_g, так как оно обеспечивает отрицательную обратную связь по току

Вследствие малого входного сопротивления схема с общей базой на низких частотах применяется редко. В высокочастотной области она обладает некоторыми преимуществами перед схемой с обидам эмиттером. Эта область ее использования рассматривается в гл 14 (широкополосные усилители)

4.4. Схема с общим коллектором, эмиттерный повторитель

Принцип действия схемы с общим коллектором состоит в следующем. Если приложить входное напряжение U_e, большее чем 0,6 В, то протекает коллекторный ток, который вызывает падение напряжения на R_E Выходное напряжение возрастает настолько, чтобы напряжение база-эмиттер достигло 0,6 В Тогда

Если U_e увеличить, то коллекторный ток, а также и падение напряжения на R_E повышаются Вследствие этого напряжение U_BEA лишь незначительно увеличивается при повышении коллекторного тока Следовательно, выходное напряжение возрастает почти так же, как входное, и коэффициент усиления по напряжению равен

Поскольку изменение потенциала эмиттера повторяет изменение потенциала базы, то схему с общим коллектором часто называют эмиттерным повторителем.

Для точного расчета коэффициента усиления по напряжению воспользуемся основным уравнением (47), с учетом

что совпадает с результатом, полученным из физических соображений.

Рис 4.23 Эмиттерныи повторитель

Входное сопротивление эмиттерного повторителя не отличается от входного сопротивления схемы с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току. Это следует из формулы (4.17) при условии, что R_E>> 1/S:

Выходное сопротивление можно легко рассчитать для Rg = 0. При U_g = 0 выходное сопротивление эмиттерного повторителя равно входному сопротивлению схемы с общей базой. Следовательно, в этом случае имеем

С учетом Ry и основных уравнений (4.6) и (4.7) получим

Поясним на числовом примере, каким

При таких параметрах схемы входное сопротивление составляет

Таким образом, оно в 6000 раз больше, чем г_a. Поэтому эмиттерный повторитель представляет собой преобразователь сопротивления. Он передает практически всю величину э.д.с. источника сигнала на значительно более низкоомный резистор. Путем включения эмиттерного повторителя можно согласовывать высокоомный каскад с низкоомным.

Установка рабочей точки производится так же, как в схеме с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току. Для выбора потенциала эмиттера имеется больше возможностей, так как потенциал коллектора не зависит от управляющего сигнала и равен V⁺. Следовательно, U_EA можно выбрать более высоким, чем в схеме с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току. Благодаря этому имеется возможность простой гальванической связи эмиттерного повторителя с выходом предыдущего каскада, как показано на рис. 4.24.

Рис. 4.24. Пример непосредственной связи эмиттерного повторителя с предыдущим каскадом.

Для того чтобы при выбранном распределении потенциалов мог протекать коллекторный ток в 2 мА, необходимо, чтобы

Особенностью эмиттерного повторителя является то, что при управлении очень малыми переменными сигналами к нему благодаря низкому сопротивлению можно подключать низкоомную нагрузку. Это возможно потому, что сопротивление нагрузки R_L по переменному току подключено параллельно сопротивлению отрицательной обратной связи R_E. Если его взять низкоомным по сравнению с R_E, то даже при малых сигналах V_E ток управления станет соизмеримым с током при отсутствии сигнала; при этом появляются искажения. Для того чтобы они были незначительны, необходимо, чтобы

Для рассмотренного числового примера получим, что при R_L = r_a = 140 Ом максимально допустимая амплитуда составляет

Из формулы (4.28) видно, что для напряжения U_a = ¹/₂ V_EA необходимо выбрать номинал резистора нагрузки, исходя из условия

R_L>R_E.