1. Расчет по переменному току.

Рассмотрим параметры усилительного каскада ОБ по переменному току. Для этого воспользуемся его схемой замещения, приведенной на Рис 3.2.3.1, б.

Входное сопротивление

Согласно выражению , входное сопротивление каскада определяется главным образом сопротивлением r_Э и составляет 10—50 Ом.Малое входное сопротивление является существенным недостатком каскада ОБ, так как этот каскад создает большую нагрузку для источника входного сигнала.

По переменной составляющей ток коллектора связан с током эмиттера соотношением I_K = αI_Э. Поскольку цепь эмиттера транзистора входит во входную цепь каскада,коэффициент усиления по току здесьменьше единицы. Соотношение дляК_Iполученное из расчета схемы Рис 3.2.3.1,б, имеет вид

Коэффициент усиления по току в схеме ОБ существенно (в 10 раз) меньше, чем в схемах ОЭ и ОК.

Расчет коэффициента усиления по напряжению дает

Согласно выражению , коэффициент усиления по напряжению каскада ОБ возрастает с уменьшением внутреннего сопротивления источника входного сигнала. Простейшие расчеты показывают, что при R_Г → 0 коэффициент усиления по напряжению каскада ОБ приближается к величинеК_U каскада ОЭ.

Выходное сопротивление каскада ОБ

В заключении необходимо отметить следующее.

В схеме усилителя ОБ выходные характеристики отличаются большей линейностью, а транзистор может использоваться при большем коллекторном напряжении, чем в схеме ОЭ. В соответствии с этим каскад ОБ будет вполне оправдан при необходимости получения повышенных значений выходного напряжения, когда каскад ОЭ не может быть применен ввиду невозможности использования транзистора по напряжению или недостаточной линейности характеристик. Усилительный каскад ОБ при этом служит в качестве выходного каскада усилителя, а каскад ОК – в качестве предвыходного каскада. Каскад ОК будет представлять для каскада ОБ источник входного сигнала с малым внутренним (выходным) сопротивлением, что важно для применения каскада ОБ.

4. Пример расчета усилительного каскада оэ

Провести расчет параметров линейного усилительного каскада ОЭ (с общим эмиттером ) на биполярном NPNтранзисторе.

Данные для расчета:

• Мощность в нагрузке P_Н= 250 мВт.

• Амплитуда выходного сигнала (на нагрузке) = 5В.

• Частота сигнала f_С= 15 Гц.

• Коэффициент передачи тока в схеме ОЭ β= 50.

• Объемное сопротивление базы r_Б = 250[Ом].

• Выходное сопротивление генератора R_Г= 45 Ом.

1. Расчет по постоянному току.

Учитывая заданные значения мощности в нагрузке P_Н, и амплитуды выходного сигнала (на нагрузке) найдем величину сопротивления нагрузкиR_Н

Для исключения возможных искажений усиливаемого сигнала параметры режима покоя должны удовлетворять в соответствии с выражением следующим условиям (рис. 3.2.1.1.1, а):

Ток должен удовлетворять и с учетом того, что для увеличения коэффициента усиления каскада, величинуR_K выбирают в 3 – 5 раз большеR_H.

.

Ток по

.

Выбираем из с некоторым запасом

По выбранному току I_KПнаходим (по с учетом пренебрежения обратным током коллекторного перехода в схеме ОЭ) ток базы покоя:

Ток покоя эмиттера

Напряжение питания схемы Е_Кв соответствии с и рассчитывают по выражению

.

Сопротивление R_Э находят с учетом рекомендации () из соотношения

Для расчета делителя R₁, R₂используем, , и с учетом , в котором

Значение R_Бдолжно удовлетворять соотношению, поэтому вначалеr_ВХ

Затем R_Б

Теперь можно перейти к R₁иR₂, но вначале

и наконец принимая во внимание, что U_БЭП всегда очень близко к максимальной величинеU_{БЭП m}, которую принимают для кремниевых транзисторов 0,6…0,7 В (В данном случае предлагается 0,7 В (см. исходные допущения стр. 5)) имеем

.

После этих проведенных расчетов необходимо построить оцифрованные и в удобном для анализа виде ВАХ усилительного каскада ОЭ подобно Рис. 3.2.1.1.1.

Базовая характеристика I_Б =f(U_БЭ)чертится достаточно произвольно но с учетомU_{БЭП m}= 0,7 В, значение показывается произвольно но достаточно видимо.Теперь можно перейти к расчету по переменному току.