Режим работы схемы по постоянному току определяется элементами: rк, rэ, eк, eэ и характеристиками транзистора vt. Запишем уравнения Кирхгофа для выходной цепи:

Уравнение (1) представляет собой уравнение прямой, которую называют нагрузочной прямой, а уравнение (2) представляет семейство выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с общей базой. На основании определенных критериев может быть выбран тип транзистора, при этом по справочнику определим его входные и выходные характеристики.

Для построения нагрузочной линии (1) рекомендуют использовать 2 режима:

а) режим холостого хода: I_К=0 тогда из (1) получим U_КБ=E_К точка 1 (см. Рис. 3.2)

б) режим короткого замыкания: U_КБ=0, следовательно точка 2 (см. Рис. 3.2)

Через полученные две точки проведем нагрузочную прямую, и выберем на ней точку покоя, например точку О (Рис. 3.2). Для возможности более полного использования характеристик транзистора точку "О" рекомендуют выбирать в центральной области, н линейном участке, выходных характеристик. Эта точка характеризуется 3^Я координатами I_Кп,U_КБп,I_Эп.

Рис. 3.2 Выходные характеристики транзистора с ОБ.

Для обеспечения работы усилителя в точке покоя "О" нужно обеспечить (входной ток) I_Эп.

Аналогично выходной цепи опишем входную цепь системой уравнений:

Уравнение 1' нагрузочной прямой по входу, а уравнение 2' – входными характеристиками транзистора. Для построения нагрузочной линии используем режимы холостого хода и короткого замыкания:

а) режим ХХ: I_Э=0 Þ U_ЭБ=E_Э;

б) режим КЗ: Þ U_ЭБ=0.

Положение рабочей точки на нагрузочной прямой можно определить по току I_Эп или по напряжению U_КБп. Координаты рабочей точки определяют напряжение между базой и эмиттером по постоянному току _Эбп.

Рис. 3.3 входные характеристики транзистора с ОБ

Расчет усилителя по переменному току.

Принципиальная схема усилителя имеет вид, приведенный на Рис. 3.4..

Рис. 3.4 принципиальная схема усилителя с ОБ.

Разделительные конденсаторы С_Р1 и С_Р2 нужны для того, чтобы:

1) источник входного сигнала и нагрузка не изменяли режим работы транзистора по постоянному току;

2) не пропускать на вход и в нагрузку постоянные составляющие, в которых нет информации о переменном входном сигнале.

При расчете схемы по переменному току составляется электрическая модель усилителя, включающая линейную электрическую модель усилителя, с учетом того, что для переменных составляющих источники питания (Е_К) обладают низким внутренним сопротивлением, и следовательно, точки "+" и "-" Е_К источника можно считать однопотенциальными.

Построим осциллограммы иллюстрирующие работу усилителя. Пусть входное воздействие представлено источником синусоидального тока:

.

Осциллограммы, иллюстрирующие работу усилителя, будет иметь вид представленный на Рис. 3.5. На рисунке показаны характерные точки для I_К, U_КБ при значениях аргумента входного тока i(t), а также для произвольного значения аргумента t₁ входного воздействия i(t).

Рис. 3.5 осциллограммы усилителя на транзисторе с ОБ.

Для приращения входного тока относительно координаты точки покоя "О" на 25¸30%, можно считать, что усилитель работает в линейной области характеристик, что обеспечивает синусоидальные значения выходного тока (I_K) и напряжения (U_КБ), при синусоидальном входном воздействии.

Из рисунка 3.5 следует, что фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями равен нулю (j_u=0), а фазовый сдвиг между токами I_K и I_Э равен 180° (j_i=180°). Это объясняется тем, что U_КБ и I_K отрицательны, т.к. они реально расположены в третьем квадранте.