Аналогия и различие

Незнайкин. — Объяснения твоего дядюшки о трех основных схемах меня очень заинтересовали. Однако они касаются только транзисторов тина р-n-р. А я хотел бы знать, нельзя ли подобным образом включать транзисторы типа n-р-n.

Любознайкин. — Легко и просто при условии изменения полярности источников напряжения, используемых в каждой из этих схем. На практике используют только одну батарею; смещение на базу подается в результате падения напряжения на резисторе или с помощью деятеля напряжения, состоящего из двух последовательно соединенных резисторов, подключенных к полюсам этой батареи.

Н. — Так как три основные схемы включения транзисторов аналогичны схемам на вакуумных триодах, я думаю, что все изученные нами схемы усиления ВЧ, НЧ, преобразования частоты и детектирования могут также использоваться в приемниках на транзисторах.

Л. — Твое заключение слишком поспешно. Аналогия не означает равнозначности. Не забывай, что по некоторым характеристикам транзисторы очень отличаются от электронных ламп. Последние имеют бесконечно большое входное сопротивление, тогда как у транзисторов оно может быть довольно низким. Поэтому при использовании ламп каждый каскад передает следующему за ним лишь усиленные напряжения. А в транзисторных схемах надлежит передавать некоторую мощность, так как напряжения предыдущего каскада создают токи во входной цепи следующего каскада.

Н. — Это действительно все меняет. Теперь я лучше понимаю, почему твой дядюшка во время своего последнего рассказа особенно акцентировал внимание на входном и выходном сопротивлениях каждой из основных схем. В заключение он сказал, что для обеспечения хорошего согласования между двумя следующими друг за другом каскадами нужно по мере возможности сделать равными выходное сопротивление первого и входное сопротивление второго.

Согласование между источником и нагрузкой

Л. — Это очень важный принцип всех областей электротехники и электроники. Нужно всегда отличать источник тока от того, что представляет собой нагрузку. Так, батарею следует рассматривать как источник, а приемник — как нагрузку. Однако источник сам обладает внутренним сопротивлением Rвн. которое может быть более или менее высоким. Вырабатываемое источником переменное или постоянное напряжение называется электродвижущей силой (э. д. с.).

Н. — Иначе говоря, это напряжение, которое мы измеряем на зажимах батареи?

Л. — Нет, Незнайкин. Протекающий по батарее ток создает падение напряжения на ее внутреннем сопротивлении. Поэтому на зажимах батареи мы имеем напряжение, равное э. д. с., минус падение напряжения внутри источника.

Н. — Но если через батарею, когда к ней ничего не подключено, не протекает ток?..

Л. — В этом случае действительно на зажимах батареи появляется полностью вся э. д. с., так как падения напряжения на внутреннем сопротивлении не происходит. Вот почему вольтметр может измерить э. д. с. лишь в том случае, если он обладает очень высоким сопротивлением и поэтому потребляет ничтожный ток.

А теперь посмотрим, что произойдет, если к источнику подключить цепь нагрузки с входным сопротивлением Rвх(рис. 144).

Рис. 144. К источнику напряжения Е с внутренним сопротивлением Rвыхподключена нагрузка с входным сопротивлением Rвх; U — напряжение на выходе.

Н. — Я отмечаю, что внутреннее сопротивление источника Rвых и сопротивление цепи нагрузки Rвх соединены последовательно, в результате чего ток, создаваемый э. д. с. Е, поочередно протекает по этим сопротивлениям.

Л. — Верно. И на каждом из этих сопротивлений он создает падение напряжения, тем больше, чем выше это сопротивление.

Н. — Согласен. Теперь я вижу, к чему ты хочешь подвести. Если сопротивление нагрузки Rвх очень высокое, а внутреннее сопротивление источника невелико, то почти вся э. д. с. в виде напряжения U появится на сопротивлении нагрузки Rвх.

Именно это происходит в случае использования электронных ламп, имеющих бесконечно большое входное сопротивление. На их входе могут быть полностью приложены напряжения, создаваемые на выходе предыдущего каскада. Транзисторы же имеют достаточно низкое входное сопротивление. Следовательно, если выходное сопротивление предшествующего каскада относительно высокое, на входе другого получим лишь небольшое напряжение U.

Я думаю, что нужно так рассчитать схему, чтобы входное сопротивление было намного выше выходного сопротивления предшествующего каскада.