Схеми включення транзисторів та їх параметри в залежності від схеми включення
Можливі три схеми вмикання транзисторів п-р-п-типу (рис. 1. (а)) та р-п-р-типу (рис. 1. (б)): із спільною базою (СБ), спільним емітером (СЕ) та спільним колектором (СК). Назва схеми показує, який електрод транзистора є спільним для вхідного та вихідного кола.
Рисунок.1. Схеми приєднання транзисторів п-р-п – типу (а) та р-п-р-типу (б) зі спільною базою, спільним емітером та спільним колектором
Схеми вмикання транзисторів відрізняються своїми властивостями, але принцип підсилення коливань залишається однаковим.
У схемі зі спільною базою позитивний приріст напруги на вході ΔUВХ обумовлює збільшення сили емітерного струму IЕ, що призводить до зростання сили колекторного струму IК та напруги виходу ΔIВИХ, причому ΔIВИХ>>ΔIВХ. У схемі з СБ джерело вхідної напруги введено в коло емітер — база, а навантаження та джерело живлення — в коло колектор — база. Вхідний опір схеми з СБ малий (кілька омів або десятків омів), оскільки емітерний перехід ввімкнений у прямому напрямку. Вихідний опір схеми, навпаки, великий (сотні кілоомів), бо колекторний перехід ввімкнено у зворотному напрямку. Малий вхідний опір схеми з СБ є істотним недоліком, який обмежує її застосування у підсилювачах. Через джерело вхідного сигналу в цій схемі протікає весь емітерний струм і підсилення за силою струму не відбувається (коефіцієнт підсилення за силою струму α < 1).
Підсилення за напругою й потужністю в цій схемі може досягти кількох сотень.
У схемі зі спільним емітером джерело вхідної напруги введено в коло емітер - база, а опір навантаження Ra та джерело живлення - в коло емітер — колектор, тому емітер е спільним електродом для вхідного й вихідного кола. Вхідний опір схеми з СЕ більший, ніж у схеми з СБ, бо вхідним струмом у цій схемі є базовий струм, сила якого набагато менша від сили емітерного і колекторного струму. Цей опір становить сотні омів. Вихідний опір схеми з СЕ великий і може досягати ста кілоомів. Коефіцієнт підсилення за силою струму β в цій схемі є відношенням приросту сили колекторного струму ΔІК до приросту сили базового струму ΔІБ при постійній напрузі на колекторі, тобто β = ΔІК/ΔІБ при UK = const і для різних транзисторів може мати значення β = 10...200. Враховуючи рівності ІЕ=ІК+ІБ та α=ΔІК/ΔІЕ, отримаємо: β = ΔІК/(ΔІЕ — ΔІК) = (ΔІК/ΔІЕ)/(1 — ΔІК/ΔІЕ) = α/(1 — а).
Коефіцієнт підсилення за напругою ku для схеми з СЕ такий, як і для схеми із СБ. Коефіцієнт підсилення за потужністю kp = βku в багато разів більший, ніж у схемі із СБ.
У схемі із спільним емітером підсилення вхідної напруги відбувається з поворотом фази вихідної напруги на півперіод (на 180°): додатний приріст вхідної напруги обумовлює від'ємний приріст вихідної і навпаки.
У схемі із спільним колектором джерело вхідної напруги вводиться в коло бази, а джерело живлення та опір навантаження - в коло емітера. Вхідним струмом є базовий струм, а вихідним - емітерний. Коефіцієнт підсилення за струмом для цієї схеми kі = ΔІЕ/ΔІБ = ΔІЕ,/(ΔІЕ – ΔІК) = 1/(1- а).
Вхідний опір схеми з СК великий (десятки кілоомів), а вихідний — малий (до 1...2 кОм). Коефіцієнт підсилення за напругою ku = 0,9... 0,95, тобто наближається до одиниці; цю схему часто називають емітерним повторювачем. Схему з СК використовують для узгодження окремих каскадів підсилення — джерела сигналу або навантаження з підсилювачем.