При работе транзистора в усилительной схеме к его входу подключают источник входного сигнала генератор Eс с внутренним сопротивлением Rс, а к выходу — сопротивление нагрузки Rн.
 |
На рис. 174, а представлены простейшая электрическая схема и график фазовых соотношений усилительного каскада на транзисторах с заземленной базой. Во время положительного полупериода входного сигнала между эмиттером и базой увеличивается напряжение прямого перехода, ток эмиттера возрастает, а следовательно, увеличивается и ток коллектора. Падение напряжения на сопротивлении нагрузки возрастает. Напряжение между коллектором и базой становится менее отрицательным, значит потенциал коллектора повышается. Таким образом, фаза выходного сигнала совпадает с фазой сигнала на входе. Однако переменная составляющая тока эмиттера создает на сопротивлении Rс падение напряжения, меняющееся в противофазе со входным сигналом. Это означает, что в схеме действует глубокая отрицательная обратная связь по току, что вызывает уменьшение искажений формы усиливаемого сигнала. Рис. 174. Схемы и графики фазовых соотношений усилительных каскадов на транзисторах: а — с заземленной базой; б — с заземленным эмиттером; в — с заземленным коллектором. |
В схеме с заземленным эмиттером (рис. 174, б) входной сигнал поступает на участок база—эмиттер, а выходное напряжение снимается с участка коллектор—эмиттер. Во время положительного полупериода входного сигнала уменьшается напряжение прямого перехода между базой и эмиттером, токи эмиттера и коллектора уменьшаются. Уменьшается и падение напряжения на нагрузке на величину ∆iкRн. При этом напряжение на участке коллектор—эмиттер становится более отрицательным, потенциал коллектора снижается. Следовательно, схема с заземленным эмиттером при усилении поворачивает фазу входного сигнала на 180°.
Схема с заземленным коллектором (рис. 174, в) является аналогом схемы катодного повторителя. Входной сигнал поступает на участок база—эмиттер, выходное напряжение снимается с сопротивления нагрузки, включенной между эмиттером и землей. Анализируя эту схему при помощи графика фазовых соотношений, нетрудно убедиться, что фазы выходного и входного сигналов совпадают. В схеме действует глубокая 100%-ная отрицательная обратная связь, напряжение которой создается на сопротивлении нагрузки Rн.
При анализе работы усилительных каскадов на транзисторах с точки зрения их усилительных свойств определяют:
а) коэффициент усиления каскада по току
(302)
б) коэффициент усиления по напряжению
(303)
(индексами «1» обозначены значения тока и напряжения входного сигнала, а индексами «2» — эти же величины на выходе усилителя);
в) коэффициент усиления по мощности
(304)
где Р2 — мощность, выделяемая в активном сопротивлении нагрузки; P1 — мощность, выделяемая источником сигнала в активном входном сопротивлении.
Отсюда
г) входное сопротивление каскада
Если известно входное сопротивление усилителя, то известно и оптимальное внутреннее сопротивление возбудителя, при котором будут обеспечены максимальная передача мощности сигнала на вход транзистора и шунтирующее действие усилительного каскада на возбудитель;
д) выходное сопротивление каскада
Зная Rвых, можно определить оптимальное сопротивление, при котором в нагрузке будет выделяться наибольшая мощность при допустимых искажениях.
