Главная Промышленная автоматика.


Н. - Здесь кое-что меня смущает. Во входной цепи мы имеем ток эмиттера /э, а в выходной - только ток коллектора, который несколько меньше, так как ток эмиттера (это отчетливо видно на рисунке) делится на два тока: ток базы /в и ток коллектора /к. А что верно для токов, то "TSjJifVi верно и для их небольших изменений. Следовательно, усиление по току, >-- т. е. отношение малых изменений выходного тока Д/к к малым изменениям входного тока Д/з, меньше единицы, так как ток /э больше тока /к. Это скорее ослабление, а не усиление.

Л. - Да, и его обозначают буквой а, а в схеме с ОЭ усиление по току обозначается буквой р.

Н. - По-моему, нелогично давать первую букву греческого алфавита схеме, которая реже применяется.

Л. - Это имеет свои исторические причины, мой друг. На заре транзисторов были известны только точечные типы транзисторов,- и только схема с общей базой позволяла стабильно применять эти приборы. Хронологически это первая схема, и поэтому фирмы-изготовители часто дают характеристики для такого, хотя и устаревшего, метода включения тран- к /? fi зисторов. olA И

Н. - Значит, отвлекаясь от уважения к древним вещам, схема с ОБ 1> не представляет никакого интереса, так как она, вместо того чтобы усиливать сигнал, ослабляет его.

Схема имеет не только исторические заслуги


л. - Вот опасности выводов столь же поспешных, как и окончательных, так характерных для молодого поколения... Схема с ОБ во многих случаях представляет интерес. Она облегчает построение наиболее высокочастотных усилителей, причем обеспечивает неплохое усиление.

Н. - Ты что смеешься надо мной, называя усилением коэффициент меньше единицы?..

л. - Успокойся, мой друг. Ведь это было сказано применительно к усилению по току. Но. обычно нас интересует усиление по напряжению и особенно усиление по мощности. А в этом отношении положение более чем удовлетворительное. Чтобы ты мог убедиться в этом са.м, я должен тебе сказать, что входное сопротивление схемы с ОБ очень мало и на практике составляет несколько десятков ом.

Н. - Ничего удивительного для меня в этом нет, потому что оно определяется отношением малых изменений напряжения на входе к вызываемым им изменениям тока. В отличие от схемы с ОЭ здесь мы имеем дело с током эмиттера, а он изменяется очень сильно, следовательно, отношение имеет очень малую величину.

Л. - Ты хорошо рассудил, Незнайкин. Но в противовес входному сопротивлению выходное сопротивление для схемы с ОБ может иметь очень большую величину - порядка мегома.


Это «усиление», обозначаемое буквой а, можно легко представить, записав, что

потому что Д/э = д/к + А/б-

Разделив числитель и знаменатель на Д/в, получим:

Отсюда видно, что а меньше единицы. Выражение Д/к/Д/в, как мы помним, есть усиление по току в схеме с общим эмиттером, которое мы обозначаем буквой р. Следовательно,

Для транзисторов с большим коэффициентом р значение а приближается к единице, иначе говоря, изменения тока на выходе и иа входе примерно одинаковы.




Н. -Какое же я ничтожество! Я только сейчас понял, что изменения выходного тока хотя и примерно равны изменениям входного тока, но на большом выходном сопротивлении создают напряжения, во много раз превышающие напряжение сигнала, приложенного к низкоомному входному сопротивлению. Действительно, мы должны иметь хорошее усиление по напряжению.

Л. - Да, это усиление может достигать нескольких тысяч раз, а поэтому мы можем также получить хорошее усиление мощности. К несчастью, этим нельзя должным образом воспользоваться.

Н. - Ты, Любознайкии, подвергаешь меня настоящему шотландскому душу - бросаешь из жара в холод. Едва только схема с ОБ была реабилитирована в моем мнении, как ты начинаешь ее дискредитировать. Почему?

Л. - Потому что после нашего каскада с ОБ могут следовать другие, у которых входное сопротивление намного меньше, чем выходное сопротивление у схемы с ОБ, что приведет к потере выигрыша в усилении, полученного благодаря этому высокому выходному сопротивлению.

Третья схема


Н. - На этот раз с меня хватит! Я не хочу больше слышать об этой проклятой схеме с ОБ. И я надеюсь, что схема с ОК будет менее обманчивой.

Л. - Прежде чем приступить к анализу этой схемы, я хочу заметить, что на практике встречаются два варианта ее построения. В одном из них батарея питания коллектора находится между общим проводом (заземлением) и коллектором (рис. 76), а во втором - между сопротивлением нагрузки и общим проводом, с которым коллектор соединен непосредственно (рис. 77). Во втором варианте база автоматически получает смещение по отношению к эмиттеру.


Вход

-<7г

Рис. 76. Способ смещения для схемы, показанной иа рис. 75.

Рис. 77. Возможный вариант схемы с общим коллектором, отличающийся от приведенной на рис. 75 схемы местом включения источника коллекторного напряжения.

Н. - Тогда В первом варианте нужно иметь специальную батарею смещения?

Л. - Совсем нет. Простое сопротивление смещения /?см, установленное между базой и отрицательным полюсом батареи, выполнит эту задачу точно так же, как это имеет место в схеме с ОЭ. Пользуясь случаем, я привожу также практическую схему смещения для схемы с ОБ (рис. 78).

Н. - К великой радости продавцов батарей, я предпочел бы иметь две батареи, как это показано на наших теоретических схемах.. Но вернемся к схеме с ОК- В этом случае, как я вижу, при усилении тоже не происходит изменения фазы: более отрицательный потенциал на базе увеличивает ток эмиттера, что вызывает большее падение напряжения на нагрузочном сопротивлении, и верхний конец его становится более отрицательным (рис. 76) или, что одно и то же, менее положительным (рис. 77).

Л. - О да, Незнайкин, из наших трех схем только схема с ОЭ изменяет фазу усиливаемого напряжения. Разберем теперь, какое усиление по току можно получить в схеме с ОК,



Н. - На входе этой схемы мы имеем ток базы, который, как и всегда, очень мал, а на выходе мы получим самый большой из трех токов - ток эмиттера. Следовательно, эта схема должна дать еще большее усиление по току, чем схема с ОЭ Нет ли у тебя возражений, если я вновь прибегну к греческому алфавиту и обозначу это усиление буквой f (гамма)?

Л. - Я не думаю, чтобы греки возразили против такого решения. Ты в восторге, и я вижу, тебе не терпится поскорее познакомиться с этой так хорошо усиливающей схемой, но мне вновь придется опрокинуть ушат холодной воды на твой юношеский энтузиазм.

Вход

RcM L


Рис. 78. Способ смещения для схемы, показанной на рис. 74.

Н. - Я чувствую, что ТЫ нанесешь мне жестокий удар, заявив, что здесь внутренние сопротивления имеют противоположное соотношение, чем в схеме с ОБ, и что поэто.му наше прекрасное усиление по току нам ничего не дает.

Л. - Я не скрываю от тебя эту печальную истину. Как в ламповой схеме катодного повторителя, так и в схеме с ОК для транзисторов входное сопротивление может достигать 1 Мож, тогда как выходное сопротивление составляет всего лишь несколько десятков ом.

Н. -Прямая противоположность схеме с ОБ! Значит, мы не выигрываем ничего ни по напряжению, ни по мощности.

Л. - Ничего, Незнайкин, или почти ничего. Впрочем, ты мог сам прийти к такому выводу, заметив, что сопротивление нагрузки в этой схеме создает очень сильную отрицательную обратную связь Когда полупериод сигнала стремится сделать базу отрицательной по отношению к эмиттеру, повышая ток последнего, то это увеличение тока делает эмиттер более отрицательным, что препятствует действию сигнала на входе.

Н. - Для чего же применяется эта схема, которая не может дать нам никакого усиления по напряжению?

Л. - Она используется в некоторых случаях, когда необходимо получить большой ток, например для раскачки мощного транзистора, или же когда низкое выходное сопротивление необходимо для лучшего согласования с сопротивлением нагрузки, например при непосредственном включении звуковой катушки громкоговорителя.

Н. - Я еще раз убеждаюсь в справедливости старинной истины о золотой середине У транзисторов этой золотой серединой бесспорно является схема с ОЭ, где входное и выходное сопротивления имеют добрые средние значения, что позволяет получить подходящее усиление как по току, так и по напряжению и по мощности.

Л.- Ты прав, Незнайкин Значения входного /?вх и выходного /?вых сопротивлений представляют собой как бы две чаши весов, которые примерно уравновешены в схеме с ОЭ; для схемы с ОБ чаша Лвх резко уходит вниз, а при схеме с ОК - сильно поднимается вверх Если ты пообещаешь мне никому не говорить, я открою тебе один секрет: для одного транзистора произведение /?вх*Двы1 остается неизменным во всех трех схемах включения.


Усиление по току в схеме с ОК

---- = --л--2-= 34-1.

б бб

Как видно, в схеме с ОК усиление по току несколько больше, чем в схеме с ОЭ. Между коэффициентами усиления по току трех основных схем существует очень яростое соотношение;

А4 A/fi





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [23] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

0.0034