Коэффициент усиления по мощности

Кр = KiKu. Входное сопротивление (см. 10.14)

Af/.„

(10.22) (10.23)

-о 0-I -Ь -

- 4-

h Ян

4- -

- Ч-

Рис. 10.14. Простейшие усилительные схемы при включении транзистора с общей базой (й), общим эмиттером (б) и общим коллектором (й);

Для указанных на рис. 10.14 трех схем включения транзистора коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности определяются следующими вполне очевидными выражениями.

Схема с общей базой;

Кръ =

Схема с общим эмиттером:

А/кн

АбвхЭ вхЭ

Схема с общим коллектором:

"дт:

(10.24)

(10.25) (10.26)

(10.27) (10.28) (10.29)

(10.30) 185

Кик -

= ф +

(10.31)

(10.32)

iJxK

/0-С

a Us,

Овх 1о-

2 -о-

г и,.

Из приведенпыл сыражеиий видно, что коэффициенты усиления по току, наиряженпто li ющнocтц существенно зависят от схемы включения транзистора, а также от величины соответствующего входного сопротивления. Ни Для определения входных сопротивлений транзистора воспользуемся эквивалентными схемами, которые должны отражать реальные свойства замещаемых транзисторов. Широкое распространение получили так назы-ваемые Т-образные эквивалентные схемы (рис 10.15).

При построении эквивалентной схемы транзистора исходят из того, что эмиттерный и коллекторный переходы, так же как и тонкий слой базы, обладают некоторыми определенными сопротивлениями, равными соответственно Гэ, Гк и Гв. Поэтому, казалось бы, простейшей эквивалентной схемой транзистора должна служить цепь, составлегшая из сопротивлений гэ, Г} и Гб, соединенных между собой, как показано на рис. 10.15, а. У современных транзисторов в активном режиме работы величина составляет обычно десятки ом, ;б - сотни ом, а Гц - сотни тысяч ом. Поэтому ясно, что, подключив ко входу такой схемы (к зажимам /) источник входного сигнала, мы создадим в сопротивлении /"к и в нагрузке, подключенной к выходным клеммам 2, во много раз меньший ток, чем ток в сопротивлении гэ и в цепи базы. Такой режим не соответствует реальным условиям работы транзистора, обладающего усилительными свойствами. В действительности, как известно, через сопротивление нагрузки транзистора проходит ток /к а/э- Поэтому необходимо изменить распределение тока между BeTBHNHi эквивалентной схемы. Это можно сделать, подключив параллельно сопротивлению Гк в эквивалентной схеме дополнительный генератор, вырабатывающий ток а/э (рис. 10.15, б). Прохонадение этого тока в выходной цепи соответствует реальным условиям работы схемы с общей базой и позволяет отразить усилительные свойства транзистора.

Рис. 10.15, Эквивале!1Т1;ые Т-образные схемы транзистора: а - без допо.иттелыюго генератора тока; 6 - для схемы с ооще11 базой; в ~ для схемы с общим умнттером; г -для схемы с общим коллектором.

Из схемы рис. 10.15, б видно, что величину входного напряжения Vbx можно считать равной сумме падений напряжений на сопротивлениях /"э и Гб при прохождении через них соответственно токов /э и /б:

Vex = }ЭГЭ + /бГб = 1эГэ + 1э(\ - О) Гв = h [Гэ + {1 б]. (Ю.ЗЗ)

Из выражения 10.33 видно, что входное сопротивление транзистора для схемы с общей базой равно

i?ExB -/э + {1 -а)ГБ. (10.34)

Так как величина сопротивлений гэ и гв незначительна, входное сопротивление каскада с общей базой оказывается довольно низк1;м (единицы - десятки ом).

Таким образом, количественные данные подтверждают предварительные соображения о величине этого сопротивления, полученные на основе качественного анализа работы схемы с общей базой.

Упрощенная эквивалентная схема для каскада с общим э.нiттepoм приведена иа рис. 10.15, в. В этой схеме для отражения реального усилительного режима работы транзистора в выходную цепь включен допол1Штельиый генератор тока р/в. Повторяя рассуждения, приведенные выше, получим

Увх = /э/э + /bBi

откуда

R..s - У = (Р + ])+ гб. (10.35)

Очевидно, что

В эквивалентной схеме на рис. 10.15, г, отражающей свойства каскада с общим коллектором,

=/б/б + /э{гэ -l-iJ,

.вхК

Vb + /

= /-Б+{Р+1){Гэ+ i?h)- (10.36)

Подставив полученное значение Rxk формулу (10.31), легко убедиться, что коэффициент усиления по напряжению каскада с общим коллектором при любых значениях сопротивления и р остается меньшим единицы. Следовательно, каскад с общим коллектором для усиления сигналов по напряжению непригоден.

Сравнительные свойства схем включения транзисторов, работающих в режиме усиления, приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1

Ориентировочные псказагелн схем включения транзисторов