27.Усилительные каскады на биполярных и полевых транзисторах.

Р езисторный каскад – основной тип каскада предварительного усиления. Он применяется также и в качестве выходного каскада. В качестве усилительных элементов применяются транзисторы с большим значением статического коэффициента усиления тока транзистора в схеме с ОЭ h_21Э, лампы и полевые транзисторы с большим коэффициентом усиления напряжения .

Для выходного каскада нагрузкой усилителя обычно является цепь параллельно включенных R_H, C_H. Для остальных каскадов – это входная цепь следующего каскада.

Транзисторы в каскадах предварительного усиления обычно включают с общим эмиттером или истоком. Это позволяет получить наибольшее усиление.

Рисунок 1. Резисторные каскады предварительного усиления: а) с биполярным транзистором; б) с полевым транзистором

Достоинством резисторного каскада является простота схемы, малые размеры, вес и стоимость, хорошие частотная, фазовая и переходная характеристики и т.д.

Основной недостаток – низкий КПД, из-за чего резисторный каскад мало пригоден для мощного усиления.

Резистор R служит для выделения напряжения усиленного сигнала и подачи на выходной электрод питающего напряжения от источника питания. Разделительный конденсатор С не пропускает постоянную составляющую напряжения из выходной цепи на вход следующего каскада. Делитель напряжения, состоящий из резисторов R1, R2 используется для подачи на вход следующего усилительного элемента напряжения смещения. Резистор в цепи затвора выполняет два назначения: во-первых, как элемент резисторно-емкостного делителя он позволяет передать на вход следующего каскада усиленное переменное напряжение, во-вторых, через него заводится на затвор напряжение смещения.

1.2 Эквивалентные схемы резисторного каскада на различных частотах

М ожно показать /4/, что независимо от типа используемого усилительного элемента преобразованные и обобщенные эквивалентные схемы резисторного каскада усиления на различных частотах имеют вид, предоставленный на рисунке 2, 3. На рисунке 2 обозначено:

Рисунок 2. Преобразованная и обобщенная эквивалентная схема резисторного каскада на средних частотах

– сопротивление нагрузки выходной цепи каскада по переменному току.

_{В случае использования полевого транзистора} , где . В случае – биполярного транзистора, , где ; ; и параметры входной цепи транзистора, они представляют собой активную составляющую входного сопротивления следующего каскада.

- напряжение генератора сигналов; – внутреннее сопротивление генератора сигналов. В случае использования полевого транзистора , , где R_i – дифференциальное выходное (внутреннее) сопротивление транзистора. В случае биполярного транзистора , где – переменное напряжение, приложенное к эмиттерному переходу транзистора; , где - сопротивление коллектор-база транзистора.

Рисунок 3. Преобразованные и обобщенные эквивалентные схемы резисторного каскада усиления: а) на нижних частотах; б) на верхних частотах

Здесь

; . (1)

; ; (2)

С – разделительный конденсатор; С₀ – паразитная емкость, равная сумме емкости монтажа (С_м), входной емкости следующего каскада (С_{вх. сл.}) и выходной емкости транзистора.