Принцип действия бпт в схеме с общей базой (об)

Без внешних источников – оба перехода закрыты за счет Е_СЛ.

На переходе база – коллектор (П_БК) Е_ПБК = Е_СЛ + Е_{ИСТ БК} => П_БК – еще больше закрыт для основных носителей (  в К и Θ в Б ).

На переходе эмиттер – база (П_ЭБ) Е_ПЭБ = Е_СЛ – Е_{ИСТ ЭБ} т.е. П_БК – приоткрыт, часть дырок, энергия которых больше барьера, может пройти через П_ЭБ в базу, создавая ток эмиттера I_Э. В базе часть дырок  рекомбинирует с электронами Θ создавая ток базы I_Б, но база тонкая, концентрация Θ мала, поэтому мала вероятность рекомендации и основная часть дырок, через открытый для них П_БК попадает в коллектор, создавая ток коллектора I_К

I_Э = I_Б + I_К I_Б << I_Э => I_К = I_Э – I_Б  I_Э

Принцип усиления: Если на управляющий переход П_ЭБ подать переменный сигнал u_вх, то напряжение на управляющем переходе будет изменяться => будет изменяться высота барьера => будут меняться токи I_Э, I_Б и I_К  I_Э. Если к цепь коллектора включить резистор R_К, то изменяющийся I_К создаст на нем переменное падение напряжения, т.е. переменный выходной сигнал u_вых. При достаточно большом R_К, u_вых> u_вх, – т.е. получим усиление по напряжению.

В схеме с ОБ к_U > 1; к_I < 1.

Схема усилителя с общим эмиттером (ОЭ)

Назначение элементов схемы

Назначение элементов схемы:

Е_К – ЭДС постоянного источника питания.

R_K – на этом резисторе при изменении I_K создается переменное падение напряжение, т.е. усиленный выходной сигнал.

R_Б – через этот резистор на управляющий переход П_ЭБ от E_K подается постоянное напряжение U_БЭ0, которое приоткрывает переход. Изменяя R_Б можно изменить U_БЭ0, т.е. режим покоя БПТ. Обычно переход полуоткрыт, в этом случае можно получить без искажений максимальный выходной сигнал (первый вариант на следующем рисунке).

С_Р1 и С_Р2 – разделительные конденсаторы, пропускают только переменный сигнал и не пропускают постоянный. С_Р1 не пропускает постоянное напряжение со входа на управляющий переход П_ЭБ (чтобы не изменялся режим покоя БПТ), а С_Р2 – с коллектора БПТ в нагрузку.

Работа схемы:

Без сигнала U_БЭ0 приоткрывает управляющий переход П_ЭБ и текут токи покоя I_Э0 и I_К0  I_Э0.

Если есть входной сигнал, то u_вх складывается с U_БЭ0, => U_БЭ = U_БЭ0 + u_вх – изм., => изм. высота барьера => изм. токи I_Э, I_Б и I_К  I_Э => изм. u_Rk = I_КR_K => изм. u_вых = U_K = Е_К – I_КR_K Переменная составляющая через С_Р2 подается в нагрузку.

Если u_вх увеличивается () то П_Эб приоткрывается =>  I_Э, I_Б и I_К  I_Э => u_Rk = I_КR_K  => U_K = u_вых = (Е_К – u_Rk)  – т.е. при  u_вх, u_вых  => в схеме с ОЭ выходной сигнал в противофазе с входным, т.е ОЭ переворачивает фазу усиливаемого сигнала на 180⁰.

Основные параметры (достоинства и недостатки):

(+) К_U >>1;

(+) К_I >>1;

(+) К_Р >>1

(– ) сравнительно малое R_ВХ и большое R_ВЫХ

Усилитель с общим коллектором (ок)

Назначение элементов схемы:

Сф – конденсатор большой емкости (конденсатор фильтра источника питания) – соединяет по переменному току коллектор БПТ с общим проводом схемы ┴, относительно которого подается u_вх и снимается u_вых

E_K, R_Б, С_Р1 и С_Р2 – см. схему с ОЭ

R_Э – на этом резисторе I_Э создает переменное падение напряжение, т.е. переменный выходной сигнал.

Работа схемы – см. ОЭ, но

1. u_вых создается на R_Э, а не на R_K, как в ОЭ.

2. При увеличении () u_вх , П_Эб приоткрывается => I_Э, I_Б и I_К  I_Э  => u_э = I_ЭR_Э  => u_вых = u_э – т.е. при  u_вх u_вых тоже  => в схеме с ОЭ u_вых совпадает по фазе с u_вх и почти равно ему по величине – отсюда второе название – эмиттерный повторитель.

u_вых = u_вх – u_БЭ u_БЭ << u_вх => u_вых  u_вх

Основные параметры (+ и –):

(–) К_U <1 (0.95 – 0.99) – нет усиления по напряжению

(+) К_I >>1; К_Р >>1

(++) большое R_ВХ (Rвх ок > Rвх оэ) и малое R_ВЫХ (Rвых ок < Rвых оэ)– поэтому часто используется в качестве первого или последнего каскада в многокаскадных усилителях, если нужно обеспечить большое R_ВХ или малое R_ВЫХ.