Схема с общим коллекторомпредставлена на рисунке 4. Принцип работы схемы с ОК состоит в следующем. Если на входе схемы действует приращение напряжения ЕС (например, положительное), то возникает приращение эмиттерного тока и напряжение на эмиттерном резисторе R4 увеличивается. Следовательно, выходное напряжение повышается почти так же, как и входное. Поэтому такая схема носит название эмиттерный повторитель, так как её коэффициент усиления близок к единице. Заметим, что резистор R3 в схеме может отсутствовать – коллектор непосредственно подключается к шине питания.
Входное сопротивление схемы с ОК совпадает с входным сопротивлением схемы с ОЭ, при наличии отрицательной обратной связи по току (6), если сопротивление R4 заменить на эквивалентное, определяемое параллельным сопротивлением резисторов R4 и RН. Особо нужно отметить достижение предельно возможного входного сопротивления. Из выражения (6) следует, что при увеличении сопротивления R4 входное сопротивление неограниченно возрастает. На самом деле, параллельно входному сопротивлению установлено конечное сопротивление делителя напряжения, задающего режим по постоянному току, поэтому часто входное сопротивление определяется цепями смещения. Даже в том случае, когда эмиттерный повторитель получает смещение от предыдущего каскада (делитель напряжения в цепи базы отсутствует), входное сопротивление ограничено дифференциальным сопротивлением коллектор-база транзистора.
Выходное сопротивление зависит не только от параметров транзистора, но и от внутреннего сопротивления источника сигна-ла RC:
.
Рис. 4. Усилительный каскад с включением транзистора по схеме с ОК
|
|
Коэффициент усиления по току KI = b+1 и в случае применения составных транзисторов может быть весьма большим – до 2500–5000.
Воспользовавшись общим для любого четырёхполюсника выражением для определения коэффициента передачи, найдём коэффициент передачи по напряжению KUэмиттерного повторителя:
где RЭКВ = R4 || RН– эквивалентное сопротивление нагрузки эмиттерного повторителя.
Коэффициент усиления по мощности, что вполне очевидно, определяется коэффициентом усиления тока базы:KP » b + 1.
Из приведённых выражений видно, что каскад на транзисторе, включённом по схеме с ОЭ, усиливает как ток, так и напряжение при относительно небольших входном и выходном сопротивлениях, то есть обладает самым большим коэффициентом усиления по мощности.
Схема с ОБ обладает очень низким входным и относительно высоким выходным сопротивлением, при этом имеет одинаковый (с точностью до знака) со схемой ОЭ коэффициент усиления по напряжению и не усиливает входной ток.
Схема с ОК обладает самым высоким входным и самым низким выходным сопротивлениями, близким к единице коэффициентом усиления по напряжению и примерно в b раз усиливает ток и мощность.