Работа транзисторного каскада в режиме малого сигнала.

При работе транзисторного каскада в режиме малого сигнала обес­печивается наибольшее усиление входного сигнала при минимальных ис­кажениях. Характерной особенностью данного режима является то, что при всех возможных значениях входного сигнала рабочая точка транзисто­ра не выходит из линейной области.

Расчет режима малого сигнала состоит в нахождении постоянных и переменных составляющих токов и напряжений в транзисторном каскаде. Расчет постоянных составляющих позволяет найти параметры рабочей точки транзисторного каскада (статический режим). Расчет переменных составляющих - усилительные свойства каскада в этой точке.

Коэффициент усиления по напряжению определяется отношением амплитуд выходного синусоидального напряжения к входному:

.

Величина этого параметра в схеме с общим эмиттером приближенно равна отношению сопротивления в цепи коллектора r_K. к сопротивлению в цепи эмиттера r_Э.

.

Сопротивление в цепи коллектора r_K определяется параллельным соединением сопротивления коллектора R_к.и сопротивления нагрузки R_н., роль которого может играть, например, входное сопротивление следующе­го каскада:

.

Сопротивление в цепи эмиттера r_Э - это сопротивление эмиттерного перехода, равное:

,

причем в силу малости тока базы можно считать I_э.≈ I_к.. Если в цепи эмит­тера включен резистор сопротивлением R_э., то коэффициент усиления сле­дует рассчитывать по формуле:

.

Важными параметрами транзисторного каскада являются также входное и выходное сопротивления.

Входное сопротивление усилителя по переменному току определя­ется как отношение амплитуд синусоидального входного напряжения U_вх.m и входного тока I_вх.т:

.

Входное сопротивление усилителя по переменному току вычисляет­ся как параллельное соединение входного сопротивления транзистора r_i = β_AC ^.r_Э и резисторов в цепи смещения базы. В схеме рис. 27 используется один резистор R_б., поэтому входное сопротивление каскада равно:

.

Значение дифференциального выходного сопротивления схемы на­ходится по напряжению U_X.X.m холостого хода на выходе усилителя и по напряжению U_вых.m, измеренному для сопротивления нагрузки R_н.,из сле­дующего уравнения, решаемого относительно r_ВЫХ.:

.

Выбор рабочей точки транзисторного каскада определяет особенно­сти работы транзисторного каскада. Максимальная величина неискажен­ного переменного напряжения на выходе может быть получена при усло­вии, когда в статическом режиме постоянное напряжение на коллекторе равно половине напряжения коллекторного источника питания U_к. =E_к./2.

При неудачном выборе амплитуды входного сигнала и величины базо­вого смещения возникают искажения: выходное напряжение принимает не­синусоидальную форму. Для устранения искажений нужно скорректировать положение рабочей точки или уменьшить амплитуду входного сигнала.