Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №5 - Сталюнас

Выходное сопротивление транзистора близко к дифференциальному сопротивлению диода, т. е. Rвx = rэ = fт/Iэ и имеет индуктивный характер (входное сопротивление каскада с ОЭ и с ОК — ёмкостное. Iэ — постоянная составляющая тока эмиттера. Поэтому при синусоидальном сигнале Zвx увеличивается с ростом частоты. Следовательно, Rб должно быть равно нулю или заземлено конденсатором достаточно большой ёмкости, что бы не возникал колебательный контур — входная ёмкость + ёмкость монтажа.

Динамическое выходное сопротивление очень велико — порядка нескольких МОм (наибольшее из трёх способов включения транзистора) без учёта шунтирующего влияния Rк. В реальной схеме оно практически равно Rк. Выходные характеристики горизонтальны и имеют линейное приращение тока коллектора от тока эмиттера.

Переходные и частотные свойства значительно лучше, чем у каскада с ОЭ. Однако эти преимущества проявляются только до определённых частот. На очень высоких частотах (например, СВЧ) эти свойства выравниваются и каскад с ОЭ может даже иметь преимущество.

Схема с ОБ обладает тем преимуществом, что на её работу влияет только ёмкость эмиттер-база Сэ и не влияет ёмкость коллектор-база Ск, которая увеличивается вследствие эффекта Миллера.

Заметное снижение нелинейных искажений возможно лишь при источнике сигнала с выходным сопротивлением, много большим входного сопротивления транзистора. В этом случае Iвх = Uг/(Rr + Rвx) = Ur/Rr, где Ur — напряжение источника сигнала, а коэффициент усиления по напряжению Ku = Rк/Rr.

2. Каскад усиления с трансформаторной связью.

Если вместо подачи напряжения смещения базу транзистора подключить к общему проводу, получим силовой ключ с эмиттерной коммутацией, который с успехом применяют в преобразователях напряжения.

3. Микрофонный усилитель с использованием в качестве микрофона низкоомной динамической головки.

4. Микшер с генератором тока в цепи эмиттера.

Для стабилизации режима по постоянному току в цепи эмиттера используется генератор тока. Благодаря низкому входному сопротивлению каскада с ОБ, взаимовлияние различных источников сигнала минимальное. Коэффициент передачи микшера с любого входа равен Ki = R2/R1, где Ri — сопротивление резистора R1…Rn, включённого в цепь источника сигнала. Сопротивление нагрузки Rн = R2.

5. Частотнозависмый усилитель на каскаде ОБ в сочетании с ОЭ.

зависимость коэффициента усиления от частоты:

Выходной сигнал сдвинут по фазе на 90° по отношению к входному в диапазоне частот от 20 Гц до 1 МГц. входное сопротивление Rвх = h11б = 10 Ом. Коэффициент усиления на частоте 1000 Гц — Кu = 100.

6. Коррекция искажений УВ магнитофона

Постоянная времени t1 = R1C2, t2 = C2R5IIRн). Сдвиг фазы на 90° на частоте fo = 1/2πR3C1.

7. Получение из однополярного сигнала двухполярного.

Элементы DD1.1 и DD1.2 должны быть с открытым коллектором.

8. Применение каскада с ОБ для детектирования AM сигналов.

По сравнению с традиционным детектором, такой детектор имеет значительно меньшие искажения благодаря глубокой ООС по низкой частоте через конденсатор С1 с коллектора в базу.

9. Более совершенный детектор — "идеальный диод".

Коэффициент передачи Kд = R2/R1 = 1,8. Максимальное входное напряжение Uвx.mах = (Еп — 2Uбэ)∙R1/R2 = 2 B.

Введение дополнительного транзистора и двух диодов обеспечивает расширения детектирования в области малых сигналов на 10…15 дб.

10. Каскодные усилители.

Наибольшее применение каскад с ОБ (ОЗ) находит в сочетании с каскадом с ОЭ (ОИ). Это так называемый каскод — последовательное соединение ОЭ-ОБ (ОИ-ОЗ). Каскодные усилители примечательны тем, что в каскадах почти полностью развязаны входная и выходная цепи, т. к. база транзистора каскада с ОБ имеет неизменный потенциал. Следовательно, в каскодных усилителях эффект Миллера не проявляется. Поскольку входное сопротивление каскада с ОБ ничтожно мало, каскад с ОЭ работает в режиме короткого замыкания на выходе (т. е. по сути работает как каскад с ОК), обеспечивая такое же усиление, как идеализированный каскад с ОЭ. Входное сопротивление на высоких частотах выше, т. к. существенно уменьшается входная ёмкость каскада. Резкое ослабление ОС с выхода на вход способствует устойчивой работе каскада, особенно в резонансных усилителях.

Возможные сочетания каскада с ОЭ на n-р-n транзисторе с каскадом ОБ (ОЗ) на транзисторах разной проводимости:

Аналогичные схемы для каскада с ОИ на полевом транзисторе с каналом n-типа:

11. Наиболее распространённая схема каскода.

Более совершенный каскод с нейтрализацией Ск каскада с ОЭ благодаря следящей связи через диоды VD1, VD2:

12. Компенсация входной динамической ёмкости с помощью конденсатора.

13. Нейтрализация входной ёмкости с помощью схемы сдвига уровня на стабилитроне.

14. Схема с увеличенным коэффициентом усиления с сохранением высоких динамических характеристик путём применения встречной динамической нагрузки сочетании с компенсацией входной ёмкости.

15. Каскад с необычным включением по постоянному току.

Входное сопротивление такого каскада достаточно низкое.

16. Каскод с применением фототранзистора.

17. Простое устройство сложения и вычитания двух сигналов.

При подаче одинаковых сигналов на вых.2 напряжение должно отсутствовать, в противном случае нужно подобрать резистор R7.

18. Смешанный каскод

19. Каскод с двухполярным питанием.

20. Каскод с коэффициентом усиления 50 и с полосой пропускания 0…1 мГц.

Входная ёмкость — не более 20 пФ.

21. Широкополосный каскод с нейтрализацией входной ёмкости с помощью линейной следящей связи.

Входная ёмкость — около