15. Схема с повышенным быстродействием.

16. Мостовая схема повторителя.

Каскад с общим эмиттером

1. Каскад с общим эмиттером.

В простейшем каскаде с ОЭ входной сигнал подаётся на базу, а цепь эмиттера подключена к общему проводу. Каскады с ОЭ обеспечивают усиление как по току, так и по напряжению. Ток коллектора очень слабо зависит от напряжения на нём, поэтому транзистор со стороны со стороны коллектора в большинстве случаев можно рассматривать как генератор тока Iк с очень большим выходным сопротивлением.

Крутизна транзистора S = 1/(rэ + Rэ), где rэ = fт/Iэ — дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода — выступает в качестве последовательного сопротивления во всех схемах, увеличивает входное и выходное сопротивление транзистора.

Коэффициент усиления по напряжению без учёта сопротивления нагрузки Rн и сопротивления коллектора rк

Ku = —S•Rвх = —Rк/(rэ + Rэ).

Знак "минус" говорит об инверсии сигнала. Это справедливо при Rк много меньше Rн и rк. В противном случае необходимо учитывать их шунтирующее влияние. rк = 1/h22э — выходное сопротивление коллектора;

h22э — выходная проводимость.

Соответственно при отсутствии Rэ Ku = —Rк/rэ.

Как видно из приведённой формулы, каскаду с ОЭ (без принятия дополнительных мер) свойственны большие нелинейные искажения, т. к. в знаменателе есть нелинейная величина rэ, имеющая сложную зависимость от тока коллектора. Уменьшить нелинейные эффекты можно по следующим направлениям:

— уменьшение влияния rэ путём установки последовательно с ним резистора Rэ (местная 0 °C по току);

— компенсация влияния rэ путём установки последовательно с Rк одного или нескольких диодов динамическое сопротивление которых равно: rд = fт/Iк, тогда Кu =(Rк + nrд)/(rэ + Rэ), где n — количество диодов;

— выбор оптимального тока коллектора, при котором минимальны изменения h21э;

— правильный выбор рабочей точки;

— применение местной 0 °C по напряжению, которая одновременно уменьшает влияние ёмкости Ск, так как шунтирует её:

— выбор оптимального сопротивления источника (например, подбором сопротивления Rn последовательно со входом;

— уменьшение влияния rэ путём замены Rк генератора тока (за счёт стабилизации тока коллектора);

— уменьшение нелинейных эффектов за счёт применения динамической нагрузки;

— взаимокомпенсация нелинейных эффектов за счёт встречной динамической нагрузки.

Усилительные свойства транзисторов сохраняются до напряжения насыщения, которое может быть в пределах от 0,2…0,3 В до нескольких вольт в зависимости от тока коллектора. Например, для маломощных транзисторов при токах больше 10…20 мА насыщение может наступать при Uкэ = (1…2) В.

Напряжение ибэ зависит от температуры и изменяется на -2.1 мВ/°С. Поэтому ток коллектора увеличивается в 10 раз при увеличении Т° на 30 °C. Такая нестабильность делает смещение неработоспособным, т. к. даже небольшое изменение температуры выводит транзистор в режим насыщения или отсечки. Входное сопротивление каскада:

Rвх = Rп + rб + h21э(rэ + Rэ) и имеет ёмкостный характер.