4.4.2. Схема с общим эмиттером.

В схеме рис. 4.4.1, б к базе транзистора относительно общего эмиттера приложены напряжения ~U_BX и Е_Б. При положительном полупериоде ~U_BX напряжение U_БЭ=Е_Б+U_BX, т. е. напряжение U_БЭ увеличивается. Это вызовет увеличение I_Б, а следовательно, I_Э и I_К, что приведет к увеличению падения напряжения на R_H, при этом выходное напряжение (напряжение на коллекторе) уменьшится. Рассуждая аналогично, можно показать, что при отрицательном полупериоде ~U_BX выходное напряжение будет увеличиваться. Таким образом, в схеме ОЭ входной и выходной сигналы парафазны (сдвиг фаз между входным и выходным сигналами равен 180^О).

Входным током является ток базы, выходным – ток коллектора. Так как I_Б<<I_К, можно сказать, что I_ВХ<<I_ВЫХ. Таким образом, в схеме ОЭ происходит значительное усиления тока.

При малых напряжениях во входной цепи токи также малы. Это говорит о том, что входное сопротивление схемы ОЭ значительно выше, чем у схемы ОБ.

Выходной ток протекает через большое сопротивление нагрузки R_H, при этом в выходной цепи должны действовать напряжения, значительно превышающие входные. Таким образом, в схеме ОЭ происходит значительное усиление напряжения при высоком выходном сопротивлении схемы ОЭ (при этом оно ниже, чем у схемы ОБ).

Одновременное усиление напряжения и тока обеспечивает максимальный коэффициент усиления мощности по сравнению с другими схемами. Поскольку величины входного и выходного сопротивлений имеют приемлемые для большинства случаев значения, схема ОЭ получила наибольшее распространение при построении различных радиоэлектронных устройств на биполярных транзисторах.

4.4.3. Схема с общим коллектором.

В схеме рис. 4.4.1, в следует рассматривать взаимное действие Е_Б, Е_К и ~U_BX на переход база-эмиттер. При положительном полупериоде ~U_BX напряжение U_БЭ=Е_Б+U_BX, т. е. напряжение U_БЭ увеличивается. Это вызовет увеличение I_Б, а следовательно, I_Э и I_К, что приведет к увеличению падения напряжения на R_H, при этом выходное напряжение (теперь это напряжение на эмиттере) также увеличится. Это напряжение, появившееся под действием входного сигнала, приложено к переходу база-эмиттер в полярности, противоположной напряжению ~U_BX, поэтому оно будет вызывать уменьшение I_Б и выходного напряжения. В результате такого взаимодействия входного и выходного сигналов входное сопротивление схемы ОК получается очень высоким, а выходное напряжение почти равно входному (реально незначительно меньше). Выходное сопротивление в схеме ОК получается очень низким. Перечислим основные свойства последней схемы.

В схеме ОК входной и выходной сигналы синфазны.

В схеме ОК усиления напряжения не происходит.

В схеме ОК происходит значительное усиление тока.

Входное сопротивление схемы ОК очень высокое.

Выходное сопротивление схемы ОК очень низкое.

Схема ОК носит второе название «эмиттерный повторитель» и используется, как правило, для согласования источника сигнала с высоким внутренним сопротивлением и нагрузки с низким сопротивлением.

Отметим в заключение, что не любая схема обеспечивает усиление мощности сигнала.

Контрольные вопросы:

1. Какие полупроводниковые приборы называют биполярными транзисторами?

2. Как связаны постоянные токи в цепях транзистора?

3. Какие возможны схемы включения транзистора?

4. Как связаны переменные составляющие токов и напряжений в схеме включения транзистора с общей базой?

5. Какими статическими характеристиками принято определять свойства транзисторов?

6. Какими характеристическими параметрами связаны токи и напряжения на выходе транзистора?

7. Как измеряют h-параметры на низких частотах?

8. В каком направлении смещен переход база-эмиттер?

9. В каком направлении смещен переход база-колектор?

10. Как соотносятся толщина базы транзистора и длина пробега основных носителей заряда в эмиттере?

11. Когда транзистор теряет усилительные свойства?

12. Приведите схемы обозначения транзистора p-n-p и n-p-n структуры?

13. Назовите три схемы включения транзистора. Каковы их особенности?

14. Для чего нужны входные и выходные характеристики транзистора?