Эрл Гейтс - Введение в электронику

Поскольку цепи с общим эмиттером используются наиболее часто, они детально описываются. Те же принципы применимы и к цепям с общей базой и общим коллектором.

На рис. 28-6 изображен транзисторный усилитель с общим эмиттером, использующий один источник питания. Эта же цепь схематически изображена на рис. 28-7.

Рис. 28-6. Усилитель с общим эмиттером и одним источником питания.

Рис. 28-7. Схематическое представление усилителя с общим эмиттером и одним источником питания.

Источник питания обозначен + V CC. Символ заземления является отрицательным выводом источника питания V CC. Один источник питания обеспечивает подачу правильного напряжения смещения для переходов база-эмиттер и база-коллектор. Два резистора ( R Bи R L) используются для распределения напряжения, обеспечивающего правильную работу транзистора. Резистор R L, сопротивление нагрузки коллектора, соединен последовательно с коллектором. Когда через коллектор течет ток, на резисторе R Lпоявляется падение напряжения. Падение напряжения на резисторе R Lи падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора должны в сумме равняться приложенному напряжению.

Резистор R B, соединяющий базу с источником питания, управляет величиной тока базы. Ток базы, текущий через резистор R B, создает на нем падение напряжения, составляющего большую часть напряжения источника питания. Меньшая часть этого напряжения падает на переходе база-эмиттер транзистора, обеспечивая правильное прямое смещение.

Один источник питания может обеспечить необходимые напряжения прямого и обратного смещения. В случае n-р-n транзистора потенциал на базе и коллекторе транзистора должен быть положительным по отношению к эмиттеру.

Следовательно, источник питания может быть связан с базой и коллектором через резисторы R Bи R L. Эту цепь часто называют цепью смещения базы, так как ток базы управляется величиной резистора R Bи напряжением источника питания. Входной сигнал подключается между базой транзистора и его эмиттером или между выводом входа и землей.

Значение входного сигнала либо складывается с прямым смещением на эмиттерном переходе, либо вычитается из него. Это служит причиной изменения коллекторного тока, что, в свою очередь, приводит к изменению падения напряжения на резисторе R L. Выходной сигнал появляется между выводом выхода и землей.

Цепь, изображенная на рис. 28-6, является нестабильной, так как она не может компенсировать изменения тока смещения при отсутствии сигнала. Изменения температуры приводят к изменению внутреннего сопротивления транзистора, что заставляет изменяться ток смещения и сдвигает рабочую точку транзистора, уменьшая его усиление. Этот процесс называется температурной нестабильностью .

Существует возможность компенсации температурных изменений в схеме транзисторного усилителя посредством организации отрицательной обратной связи в нем. Если часть нежелательного выходного сигнала подать на вход цепи, этот сигнал будет противодействовать изменениям в транзисторе. Такой процесс называется отрицательной обратной связью(рис. 28-8).

Рис. 28-8. Усилитель с общим эмиттером и коллекторной обратной связью.

В цепи, использующей отрицательную обратную связь, базовый резистор R Bсоединен непосредственно с коллектором транзистора. Если температура увеличивается, то ток коллектора и падение напряжения на резисторе R Lтоже увеличиваются. Напряжение коллектор-эмиттер уменьшается, уменьшая также напряжение приложенное, к R B. Это уменьшает ток базы, что служит причиной уменьшения тока коллектора. Таким образом действует коллекторная цепь обратной связи .

На рис. 28-9 показан другой тип обратной связи. Эта цепь похожа на цепь, изображенную на рис. 28-7, за исключением того, что последовательно с выводом эмиттера включен резистор R E. Резисторы R Bи R Eи переход транзистора эмиттер-база соединены последовательно с источником питания V CC.

Рис. 28-9. Усилитель с общим эмиттером и эмиттерной обратной связью.

Увеличение температуры служит причиной увеличения коллекторного тока. Ток эмиттера также увеличивается, увеличивая падение напряжения на резисторе R Eи уменьшая падение напряжения на резисторе R B. Ток базы уменьшается, что уменьшает как ток коллектора, так и ток эмиттера. Поскольку сигнал обратной связи создается на эмиттере транзистора, эта цепь называется цепью эмиттерной обратной связи .

В цепи этого типа происходит уменьшение общего усиления цепи, связанное с тем, что входной сигнал переменного тока появляется как на резисторе R L, так и на резисторе R Eи на транзисторе. При подсоединении конденсатора параллельно резистору R E(рис. 28–10), сигнал переменного тока обходит резистор R E, так как сопротивление конденсатора существенно меньше R E. Этот конденсатор часто называют блокировочным конденсатором .

Рис. 28–10. Эмиттерная обратная связь с блокировочным конденсатором.

Блокировочный конденсатор устраняет любые быстрые изменения напряжения на резисторе R E, благодаря тому, что он обладает низким импедансом для переменного тока. Блокировочный конденсатор удерживает напряжение на резисторе R Eнеизменным, в то же самое время не мешая работе цепи обратной связи, обеспечиваемой R E.

Цепь обратной связи с делителем напряжения обеспечивает большую стабильность транзистора (рис. 28–11). Эта цепь используется наиболее широко. Резистор R Bзаменяется двумя резисторами, R 1и R 2. Эти соединенные последовательно резисторы подключены параллельно источнику питания V СС. Резисторы делят напряжение питания на два напряжения, образуя делитель напряжения.

Рис. 28–11. Усилитель с общим эмиттером и обратной связью на основе делителя напряжения.

На резисторе R 2падает меньшее напряжение, чем на резисторе R 1. Напряжение на базе по отношению к земле равно падению напряжения на резисторе R 2. Цель делителя напряжения — установить постоянное напряжение на базе транзистора по отношению к земле. Ток, текущий через резистор R 2, направлен к базе. Следовательно, подсоединенный к базе конец резистора R 2, имеет положительный потенциал по отношению к земле.