Усилительный каскад по схеме с общей базой

Анализ работы усилительного каскада с общей базой по входным и выходным характеристикам проводится аналогично анализу работы каскада с ОЭ. Особенностью работу усилителя с ОБ можно отметить, что при подаче на вход усилителя положительной полуволны входного сигнала ток эмиттера и ток коллектора будут уменьшаться. При этом происходит уменьшение напряжения на R_к и увеличение напряжения U_кб, что приводит к формированию положительной полуволны выходного напряжения U_вых. В следствие этого схема с ОБ, в отличие от схемы с ОЭ, не инвертирует входной сигнал.

Выходные характеристики транзистора в схеме с ОБ более линейны, чем в схеме с ОЭ, поэтому нелинейные искажения в каскаде с ОБ меньше, чем в каскаде с ОЭ.

Принципиальная схема усилителя с ОБ по постоянному току полностью эквивалентна рассмотренной ранее схеме с эмиттерной стабилизацией. Отличие состоит в том, что режим ОБ по переменному току в этой схеме реализуется конденсатором Cб. В эквивалентной схеме Сб шунтирует параллельно включенные сопротивления R1 и R2, обозначенные как Rб и, как и для схемы ОЭ, эти элементы можно не учитывать при анализе в области средних частот.

Рис.12.2. Принципиальная и эквивалентная схема усилителя на БТ с ОБ

Из эквивалентной схемы можно получить следующие соотношения:

1) Коэффициент усиления по напряжению определяется как отношение амплитуды выходного сигнала к амплитуде входного сигнала и приводится к виду

. (1 2.12)

Коэффициент усиления по напряжению каскада с ОБ существенно зависит от сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника сигнала. При и достаточно большом R_н коэффициент усиления по напряжению каскада ОБ приближается к величине K_U каскада ОЭ. Если же использовать последовательное соединение нескольких каскадов с ОБ, то нагрузкой предыдущего каскада является очень малое входное сопротивление последующего каскада, в связи с этим получить большой коэффициент по напряжению не удается.

2) Входное сопротивление каскада определяется как параллельное соединение R_э и входного сопротивления транзистора

. (1 2.13)

Где r_вхоб = и определяется, как и ранее из эквивалентной схемы замещения транзистора.

Величина входного сопротивления каскада определяется преимущественно сопротивлением эмиттерной области транзистора r_э и составляет десятки Ом (10…50 Ом).

3)Выходное сопротивление каскада с ОБ определяется как и у каскада с ОЭ сопротивлением резистора R_к. При небольшом его значении ...

(1 2.14)

и составляет единицы–десятки килоом. Если R_к соизмеримо с r_к, то .

4) Коэффициент усиления по току в схеме с ОБ меньше единицы Порядок расчет такой же как в схеме с ОЭ.

Выходной сигнал

. (1 2.15)

Входной сигнал поступает непосредственно в цепь эмиттера транзистора, поэтому усиление по току меньше единицы и определяется выражением

. (1 2.16)

Коэффициент частотных искажений для области НЧ в каскаде ОБ определяется влиянием разделительных конденсаторов , и рассчитывается по тем же формулам, что и для схемы с ОЭ. Общий коэффициент равен [дБ]. Наибольшие частотные искажения вносятся входной цепью ибо , где R_вых – выходное сопротивление предыдущего каскада.

Коэффициент частотных искажений в области ВЧ определяется как и в схеме ОЭ, и он значительно меньше, чем в каскаде с ОЭ. Каскад с ОБ характеризуется: малым входным сопротивлением (десятки Ом); относительно высоким выходным сопротивлением (единицы–десятки кОм); коэффициентом усиления по току, меньшим единицы; коэффициентом усиления по напряжению, зависящим от сопротивления нагрузки; малыми нелинейными искажениями.