Схема с общим коллектором

В схеме с общим коллектором (ОК) нагрузка Rn включена не в цепь коллектора, а в цепь эмиттера. Входным в этой схеме является напряжение между базой и корпусом, а выходным — между эмиттером и корпусом (рис. 1.13).

Схема включения транзистора с общим коллектором

Рис. 1.13. Схема включения транзистора с общим коллектором

В отличие от схем с ОБ и ОЭ, в которых потенциал эмиттера был привязан к корпусу, в схеме с ОК потенциал эмиттера привязан к напряжению на нагрузке. Чтобы транзистор мог работать в активном режиме, необходимо, чтобы входное напряжение в этой схеме было выше напряжения на нагрузке на величину напряжения на Ub3:

В связи с этим значения входных напряжений в схеме с ОК оказываются в сотни раз больше, чем в схемах с ОБ и ОЭ.

Другой особенностью схемы с ОК является отсутствие усиления по напряжению. Как видно из схемы, {Увых отличается от f/BX на падение напряжения ?/бэ, которое при открытом транзисторе составляет доли вольт. Если входное напряжение увеличится на небольшую величину Д[/вх, то в первый момент произойдет увеличение управляющего напряжения ?/БЭ, что приведет к увеличению тока, текущего через транзистор. Но с ростом тока увеличится и напряжение на нагрузке, а это приведет к уменьшению управляющего напряжения UB3 = UBX - UBblx. Изменение входного напряжения ДUBX будет скомпенсировано аналогичным изменением выходного напряжения. Получается, что выходное напряжение будет в точности отслеживать все изменения входного. Поэтому схема с ОК получила название «эмиттерный повторитель». Коэффициент усиления по напряжению схемы с OK ~ 1.

Оценим усилительные свойства схемы. Входным током по-прежнему является ток базы /Б. Поэтому коэффициент усиления по току с учетом того, что Р = Д/к / Д/Б, равен

т.е. примерно такой же, как и в схеме с ОЭ.

Оценим величину входного сопротивления схемы с ОК. Входное напряжение для схемы складывается из небольшого падения напряжения на база—эмиттерном переходе и падения напряжения на нагрузке, а входным током является ток базы. Поэтому

Поскольку напряжение на UB3 значительно меньше напряжения на нагрузке, им можно пренебречь. Тогда, учитывая взаимосвязь между током эмиттера и током базы /э = (3/Б, величина входного сопротивления запишется как

Таким образом, входное сопротивление схемы с ОК многократно превосходит входное сопротивление схем с ОЭ и ОБ и составляет десятки килоом.

Благодаря отмеченным свойствам, эмиттерный повторитель используют в качестве выходного каскада устройств для усиления сигнала по мощности, когда усиление его по напряжению уже достигнуто предыдущими каскадами. Схема с ОК обеспечивает усиление по мощности

т.е. в десятки раз.

Пример 1.2

Рассчитать параметры схемы эмиттериого повторителя и выбрать транзистор для сопротивления нагрузки Rn =100 Ом при напряжении питания К = 15 В. Диапазон частот сигнала — 5 кГц.

Решение. Для обеспечения максимального диапазона изменения выходного напряжения необходимо в статическом режиме обеспечить напряжение на эмиттере U3 = 0,5?к. При 11э = 7,5 В через Ru будет течь ток /н = иэ / Rn = 7,5 / 100 = 75 мА. Статический ток эмиттера транзистора, таким образом, равен 75 мА = 0,075 А. Ток коллектора будет меньше эмиттерного тока на величину тока базы, поэтому для расчета его можно принять равным 75 мА. При этом транзистор должен рассеивать мощность Р = к - U3) /„ = 7,5 • 0,075 = 0,56 Вт.

Для работы в таком режиме можно использовать транзисторы средней мощности, например германиевые транзисторы ГТ402-ГТ405, предназначенные для работы в качестве выходных каскадов усилителей низкой частоты, максимальная рассеиваемая мощность которых без теплоотвода составляет 0,6 Вт, а с теплоотводом — до 4 Вт.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >