Усилительный каскад, выполненный на биполярном транзисторе по схеме с общим коллектором (ОК), показан на рис. 4.1. Особенностью каскада является наличие стопроцентной отрицательной обратной связи, в результате действия которой коэффициент усиления по напряжению становится меньше единицы: К ≤ 1. При К@1 схема с ОК повторяет входное напряжение на нагрузке, отсюда название каскада – эмиттерный повторитель. Положение рабочей точки транзистора задается делителем напряжения 
, 
и нагрузкой для постоянного тока - резистором 
, как и в каскаде с ОЭ и ОБ. Нагрузка для переменного тока состоит из параллельно включенных резисторов 
и 
:
.
Для расширения линейного участка передаточной характеристики каскада 
необходимо, чтобы выполнялось неравенство 
, а для передачи в нагрузку наибольшего тока требуется 
. Приемлемым считается соотношение 
. При этом нагрузка для переменного тока равна 
. Из схемы на рис. 49 следует соотношение между входными и выходными напряжениями эмиттерного повторителя
.
Выходное напряжение u2 оказывается меньше входного u1 , поэтому коэффициент передачи эмиттерного повторителя меньше единицы. С учётом того, что 
, коэффициент передачи по напряжению эмиттерного повторителя считаем близким к единице. Выходное напряжение каскада находится по формуле 
, из которой следует, что эмиттерный повторитель не меняет фазу входного напряжения. Временные диаграммы напряжений и тока в каскаде с ОК при подаче на вход напряжения гармонической формы показаны на рис. 4.2.
Коэффициент передачи эмиттерного повторителя с учётом действия ООС можно рассчитать по формуле
,
где 
– коэффициент усиления каскада без ООС, 
– коэффициент передачи цепи ООС. Тогда выражение для коэффициента передачи каскада с ОК примет вид
.
При 
имеем 
. Таким образом, эмиттерный повторитель не усиливает входной сигнал по напряжению. Он является усилителем тока с коэффициентом передачи по току
,
где β – статический коэффициент передачи тока транзистора в схеме с ОЭ.
Входное сопротивление каскада с ОК найдем, используя эквивалентную схему, приведенную на рис. 4.3. По определению 
.
Из эквивалентной схемы находим
.
Входное сопротивление эмиттерного повторителя достаточно высокое. Так, при величине β=100, 
Ом получаем 
кОм. Делитель в цепи базы из сопротивлений R1, R2 подключается параллельно входным зажимам каскада и снижает входное сопротивление каскада до величины
,
где 
. Для получения большого значения входного сопротивления эмиттерного повторителя делитель R1, R2 должен быть высокоомным. По определению выходное сопротивление каскада 
, где 
. Из эквивалентной схемы при условии короткого замыкания на входе 
получим
.
Тогда
.
Для малых 
с учетом 
имеем
.
При крутизне транзистора в сотни мA/B выходное сопротивление эмиттерного повторителя составляет единицы ом. Большое входное сопротивление и малое выходное сопротивление эмиттерного повторителя позволяют использовать его как согласующее устройство между источником выходного сигнала с большим внутренним сопротивлением 
и низкоомной нагрузкой 
. Без согласую 
щего устройства коэффициент передачи цепи мал: 
. Включение согласующего эмиттерного повторителя позволяет приблизить его к единице
,
так как справедливо 
.
При рассмотрении свойств эмиттерного повторителя на высоких частотах в эквивалентной схеме каскада (рис. 4.4) следует учитывать комплексный характер параметров транзистора.
Учитывая, что комплексное значение крутизны выражается формулой 
, для коэффициента передачи каскада с ОК получим выражение
,
где 
, 
– постоянная времени эмиттерного повторителя в области ВЧ. Постоянная времени 
оказывается в 
раз меньше, чем в каскаде без ООС. При этом значение верхней граничной частоты увеличивается в 
раз:
.
На рис. 4.5 приведены нормированные амплитудно-частотные характеристики эмиттерного повторителя и каскада с ОЭ (кривая 1 и кривая 2 соответственно). Полосу пропускания каскада с ОК удается расширить в 
раз только в том случае, если выполняется условие 
, где 
- граничная частота усиления транзистора 
. Для частот, больших , эквивалентная схема Джиаколетто становится неточной и расчётные соотношения для комплексных параметров транзистора будут несправедливыми.
В области нижних частот каскад с ОК представляет собой две каскадно-включенные переходные цепочки (рис. 4.6). Постоянные времени переходных цепочек рассчитываются по формулам
С учетом конкретных значений 
и 
АЧХ и ПХ каскада имеют такой же вид, что и в схеме с ОЭ. Особенность эмиттерного повторителя заключается в 
том, что 
, поэтому при 
постоянная времени входной цепи оказывается много больше постоянной времени выходной цепи 
. Для выравнивания значений tн1 и tн2 разделительный конденсатор Ср1 должен иметь значительно большую ёмкость, чем Ср2.
Конденсатор Ср2 может быть исключён из схемы при гальваническом подключении нагрузки к транзистору. В этом случае, выбирая Rэ >> Rн, сопротивления нагрузки по постоянному и переменному току можно сделать одинаковыми. Величина резистора 
. Резистор Rэ служит для обеспечения режима по постоянному току транзистора при отключенной нагрузке. В схеме рис. 4.7 искажения АЧХ в области НЧ возникают только за счет конденсатора Ср1.
Для повышения входного сопротивления используют двойной эмиттерный повторитель (рис. 4.9), в котором транзисторы 
и 
включены по схеме Дарлингтона. При этом оба транзистора можно рассматривать как один, но с гораздо большим коэффициентом 
,
где β1, β2 - коэффициенты усиления транзисторов и . Схема Дарлингтона позволяет увеличить входное сопротивление по сравнению с обычным эмиттерным повторителем в β1 раз.
В схеме рис. 4.7 через нагрузку 
протекает постоянная составляющая коллекторного тока транзистора, что во многих случаях недопустимо. Исключение постоянной составляющей тока в нагрузке достигается в схеме рис. 4.8. Здесь транзистор VT1 включен по схеме с ОК и выполняет функцию усилительного элемента. Транзистор VT2 работает как генератор стабильного тока (ГСТ). Его ток I0, задаваемый с помощью базового делителя R3, R4, остается 
постоянным и равным коллекторному току I0К транзистора VT2 в рабочей точке. При этом постоянный ток I0К течет через транзистор VT2, минуя нагрузку Rн. Для переменного тока выходное сопротивление транзистора VT2 велико - Rгст >> Rн и изменяющийся ток протекает через нагрузку. Схема требует два источника питания.
Глубокая ООС в эмиттерном повторителе позволяет снизить уровень нелинейных искажений. Механизм уменьшения нелинейных искажений за счёт ООС можно рассмотреть с помощью характеристик, приведенных на рис. 4.10. Кривая 1 является передаточной характеристикой усилителя без ООС, кривая 2 - характеристикой передачи цепи обратной связи uос = u2, кривая 3 – передаточная характеристика каскада с обратной связью. Кривая 3 получается путем суммирования кривых 1 и 2 по оси входного напряжения 
. Нелинейность характеристики с ООС будет существенно меньше, чем без ООС, так как кривая 3 получается суммированием нелинейной характеристики 1 каскада без ООС с линейной характеристикой цепи ООС. Обратная связь эффективно снижает нелинейные искажения при условии, что коэффициент гармоник не превышает величину 0.1 %.