1.7.2 Підсилювальний каскад зі спільним колектором

Схема підсилювального каскаду зі спільним колектором (СК) наведена на рис. 1.23. В цьому каскаді резистор, з якого знімається вихідна напруга, включений в емітерне коло, а колектор за змінною складовою струму і напруги з'єднаний безпосередньо зі спільною точкою підсилювача, оскільки падіння напруги на внутрішньому опорі джерела колекторної напруги від змінної складової струму незначне. Таким чином, можна вважати, що вхідна напруга подається між базою і колектором через конденсатор , а вихідна напруга, рівна падінню напруги на резисторі від змінної складової емітерного струму, знімається між емітером і колектором через конденсатор зв'язку , тобто колектор є спільним електродом для входу і виходу.

У режимі спокою, тобто при , між базою і емітером створюється початкова напруга зсуву. Його значення вибирають таким чином, щоб робоча точка в режимі спокою знаходилася приблизно посередині лінійної (робочої) ділянки вхідної характеристики.

При наявності змінної вхідної напруги з'являється змінна складова емітерного струму , яка створює на резисторі вихідну напругу .

Рисунок 1.23 – Схема підсилювального каскаду СК

Рисунок 1.24 – Схема заміщення підсилювального каскаду СК

Для визначення основних параметрів підсилювального каскаду зі спільним колектором розглянемо його схему заміщення, в якій використана схема заміщення транзистора (на рис. 1.24 обведена пунктиром). Резистори базового кола та враховані резистивним елементом з опором

Для ненавантаженого підсилювального каскаду зі спільним колектором можна скласти такі рівняння:

за першим законом Кірхгофа для вузла Е

за другим законом Кірхгофа для контуру, що проходить через вхідне і вихідне кола

Виразимо струм з рівняння (1.54)

Підставляючи це співвідношення у (1.54), отримаємо зв'язок між вихідною і вхідною напругами підсилювального каскаду зі спільним колектором

З отриманого виразу видно, що вихідна напруга завжди менша вхідної, тобто коефіцієнт підсилення за напругою підсилювального каскаду зі спільним колектором

менший одиниці, тому його правильніше називати коефіцієнтом передачі за напругою. Враховуючи, що а , отже , формулу для коефіцієнта передачі напруги приблизно можна записати у вигляді

Оскільки значення та мають однаковий порядок, а , коефіцієнт мало відрізняється від одиниці. Дійсно, в підсилювальних каскадах зі спільним колектором . Зі схеми цього каскаду видно, що вихідна напруга практично збігається за фазою з вхідною. Оскільки вихідна напруга підсилювальних каскадів зі спільним колектором мало відрізняється від вхідної чисельно і фазою, такі каскади часто називають емітерними повторювачами. Вираз для вхідного опору емітерного повторювача можна отримати, використовуючи формулу (1.55)

Оскільки значення близьке до одиниці, вхідний опір емітерного повторювача значно більший вхідного опору транзистора і досягає декількох десятків і сотень кОм.

За таких значеннях вхідного опору доводиться враховувати опори та базового кола, які на схемі заміщення (рис. 1.24) представлені еквівалентним опором , який в підсилювачах СЕ не враховується.

Таким чином, результуючий вхідний опір емітерного повторювача

Можна показати, що вихідний опір емітерного повторювача (висновок не наводиться, зважаючи на його громіздкість) дорівнює

Він має значення близько декількох одиниць або десятків Ом.

Таким чином, емітерний повторювач володіє великим вхідним і малим вихідним опорами. Його коефіцієнт підсилення за струмом може бути дуже високим. Емітерний повторювач зазвичай застосовують для узгодження високоомного джерела підсилюваної напруги з низькоомним навантажувальним пристроєм. У підсилювальних каскадах зі спільним колектором температурна стабілізація забезпечується основним резистором , включеним в емітерне коло.