Усиление с помощью транзистора

На рис. 26 изображена схема усилительного каскада с транзистором типа п – р – п. Принято данную схему называть схемой с общим эмиттером, так как эмиттер является общей точкой для входа и выхода схемы. Входное напряжение, которое необходимо усилить, подается от источника колебаний ИК на участок база – эмиттер. На базу подано также положительное смещение от источника E₁, являющееся прямым напряжением для эмиттерного перехода. При этом в цепи базы протекает некоторый ток, а, следовательно, входное сопротивление транзистора получается сравнительно небольшим. Чтобы не происходила потеря части входного переменного напряжения на внутреннем сопротивлении источника E₁, он зашунтирован конденсатором достаточно большой емкости C₁. Этот конденсатор на самой низкой рабочей частоте должен иметь сопротивление, во много раз меньшее входного сопротивления транзистора. Цепь коллектора (выходная цепь) питается от источника Е₂. Для получения усиленного выходного напряжения в эту цепь включена нагрузка R_н. Источник Е₂зашунтирован конденсатором C₂ для того, чтобы не было потери части выходного усиленного напряжения на внутреннем сопротивлении источника Е₂. На самой низкой частоте сопротивление этого конденсатора должно быть во много раз меньше R_н. В дальнейшем для упрощения схем конденсаторы С₁и С₂ не всегда будут показаны. Можно считать, что они имеются внутри самих источников Е₁и Е₂. Если эти источники являются выпрямителями, то в них всегда есть конденсаторы большой емкости для сглаживания пульсаций.

Работа усилительного каскада с транзистором происходит следующим образом. Изобразим коллекторную цепь в виде эквивалентной схемы (рис. 27). Напряжение источника Е₂ делится между сопротивлением нагрузки R_н и внутренним сопротивлением транзистора r₀, которое он оказывает постоянному току коллектора. Это сопротивление приближенно равно сопротивлению коллекторного перехода r_к0 для постоянного тока. В действительности к сопротивлению r_к0 еще добавляются небольшие сопротивления эмиттерного перехода, а также п- и р-областей, но эти сопротивления можно не принимать во внимание.

Рис. 26. Схема включения транзистора Рис. 27. Эквивалентная схема

в усилительный каскад коллекторной цепи усилительного

(схема с общим эмиттером) каскада с транзистором

Если во входную цепь включается источник колебаний, то при изменении его напряжения изменяется ток эмиттера, а, следовательно, сопротивление коллекторного перехода r_к0. Тогда напряжение источника Е₂будет перераспределяться между R_н и r_к0. При этом переменное напряжение на резисторе нагрузки может быть получено в десятки раз большим, чем входное переменное напряжение. Изменения тока коллектора равны изменениям тока эмиттера и во много раз больше изменений тока базы. Поэтому в рассматриваемой схеме получается значительное усиление тока и очень большое усиление мощности. Усиленная мощность является частью мощности, затрачиваемой источником Е₂.