Усилительный каскад на биполярном транзисторе

Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе приведена на рис.2. В ней транзистор включен по схеме с общим эмиттером. Усиление осуществляется за счет преобразования энергии источника питания Е , который подключен к клеммам «Е - земля» в энергию выходного сигнала. Источник входного сигнала е _г подключен к входным клеммам усилительного каскада, а к выходным клеммам подключена нагрузка (резистор R _н).

Рис.2. Схема усилительного каскада ОЭ

Преобразование энергии источника Е в энергию усиливаемого сигнала происходит в нелинейном элементе, каким является транзистор, сопротивление которого зависит от величины входного сигнала. Поскольку резистор R включен последовательно с транзистором, то величина коллекторного тока, протекающего через этот резистор, изменяется при изменении входного напряжения. Поэтому и напряжение, снимаемое с точки «а» схемы рис.2, которое является выходным, также изменяется с изменением входного напряжения. Действительно, цепь, включающая транзистор, можно представить как делительную цепочку, приведенную на рис.3, к которой подводится напряжение Е , а с точки а снимается напряжение U _вых. Эти напряжения связаны между собой как

U _вых = . (1)

Поскольку напряжение Е - постоянное, то при изменении сопротивления резистора R _тр происходит изменение выходного напряжения. При переменном напряжении, подаваемом на вход каскада, выходное напряжение изменяется с частотой входного сигнала. Следовательно, наличие в схеме резистора R обуславливает усилительные свойства каскада. При отсутствии этого резистора выходное напряжение будет равно Е , величина которого не зависит от входного напряжения.

Рис.3. Эквивалентное представление цепи усилительного

каскада, содержащего транзистор

Входное переменное напряжение поступает на вход транзистора через конденсатор С . Этим конденсатором устраняется влияние цепи постоянного тока усилительного каскада на работу задающего генератора. Выходное переменное напряжение снимается с точки “а” схемы и через конденсатор С поступает на выход усилительного каскада. Конденсатор С обеспечивает пропускание лишь переменной составляющей напряжения от транзистора к нагрузке. Конденсаторы С и С называются разделительными.

Цепочка резисторов R и R является делителем напряжения источника питания Е и обеспечивает заданный режим базовой цепи транзистора по постоянному току (режим покоя). Этой цепочкой достигается питание входной и выходной цепей транзистора от одного источника.

Обоснование необходимости введения резистора R и конденсатора С будет проведено ниже.