Усилительный каскад на БТ с ОЭ.

Наиболее распространенная схема усилительного каскада на транзисторе с ОЭ показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема усилителя на БТ с ОЭ

Входное усиливаемое переменное напряжение Uвх подводится ко входу усилителя через разделительный конденсатор Cp1. Конденсатор Cp1 разделяет источник входного сигнала и базовый вход усилителя по постоянному току, чтобы исключить нарушение начального режима работы транзистора VI. Усиленное переменное напряжение, выделяемое на коллекторе транзистора VI, подводится к внешней нагрузке с сопротивлением Rн через разделительный конденсатор Ср2. Этот конденсатор служит для разделения выходной (коллекторной) цепи транзистора и внешней нагрузки по постоянной составляющей коллекторного тока Iок. Значение Iок и других постоянных составляющих токов и напряжений в цепях транзистора зависят от режима работы по постоянному току (положения рабочей точки на нагрузочной прямой). Положение рабочей точки, т.е. значение начального тока базы Iоб задается делителем RI, R2. При отсутствии входного переменного сигнала в цепи коллектора протекает постоянный ток Iок, значение которого определяется из выражения:

Uокэ + Iок*Rк + Iоэ*Rэ = Uокэ + Iок(Rк + Rэ) = Eк,

где Rк - сопротивление в цепи коллектора,

Rэ - сопротивление в цепи эмиттера.

Решив это уравнение относительно тока Iок, получим динамическую характеристику транзистора по постоянному току

Iок = Eк/(Rк+Rэ) - Uокэ/(Rк+Rэ).

Это выражение представляет собой уравнение прямой линии,

проходящей через точки с координатами: Ек, 0; 0, Eк/Rкэ, изображенными на выходных характеристиках транзистора.

Усилительные каскады могут работать в одном из режимов: А, В, С, АВ, определяемых начальным положением рабочей точки при отсутствии входного переменного сигнала. При работе транзистора в активном (усилительном) режиме (класс А) начальное положение рабочей точки должно быть таким, чтобы ток через активный элемент транзистора протекал в течение всего периода изменения входного сигнала, а амплитудное значение выходного тока Iкm не превышало начального тока Iок. Начальное положение рабочей точки обеспечивается делителем напряжения R1, R2, значения которых определяется соотношениями:

R1 = (Eк – Uобэ - Urэ)/(Iдел + Iоб);

R2 = (Uобэ + Urэ)/Iдел,

где, Iдел = (2...5)Iоб - ток в цепи делителя,

Urэ = (0, 1...0, 25)Ек - для каскадов предварительного усиления.

При обеспечении режима работы транзистора необходимо осуществить температурную стабилизацию положения рабочей точки. С этой целью в эмиттерную цепь введен резистор Rэ, на котором создается напряжение отрицательной обратной связи ООС по постоянному току Urэ. Для устранения ООС по переменному току при наличии входного переменного сигнала резистор Rэ шунтируют конденсатором Сэ, сопротивление которого на частоте усиливаемого сигнала должно быть незначительным.

Аналитический расчет коэффициентов усиления по току, напряжению и мощности, а также входного и выходного сопротивлений производится по эквивалентным схемам усилительного каскада для различных диапазонов частоты входного сигнала.