Усилитель С Общей Базой
3.4 принципиальная схема усилителя с ОБ. Разделительные конденсаторы СР1 и СР2 нужны для того, чтобы: 1) источник входного сигнала и нагрузка не изменяли режим работы транзистора по постоянному току; 2) не пропускать на вход и в нагрузку постоянные составляющие, в которых нет. Усилитель с общий базой. Принципиальная схема усилительного каскада с общей базой. Усилитель с общей базой. Данная конфигурация называется усилителем с общей базой. Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте — и Facebook — * В усилительных.
Усилитель представляет собой четырехполюсник, у которого два вывода являются входом и два вывода являются выходом. Включения усилителя приведена на рисунке 1. Рисунок 1 Структурная схема включения усилителя Основной усилительный элемент — транзистор имеет всего три вывода, поэтому один из выводов транзистора приходится использовать одновременно для подключения источника сигнала (как входной вывод) и подключения нагрузки (как выходной вывод). Схема с общей базой — это усилитель, где база транзистора используется как для подключения входного сигнала, так и для подключения нагрузки. Функциональная схема усилителя с транзистором, включенным по схеме с ОБ приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 Функциональная схема включения транзистора с общей базой На данной схеме пунктиром показаны границы усилителя, изображенного на рисунке 1. На ней не показаны цепи питания транзистора. Для питания транзистора в схеме с общей базой может подойти любая из рассмотренных нами схем:,. Расчет резисторов, входящих в эти схемы не зависит от схемы включения транзистора и для схемы с общей базой проводится точно так же как.
На рисунке 3 показана принципиальная схема каскада на биполярном npn-транзисторе, выполненного по схеме с ОБ. Рисунок 3 Принципиальная схема включения транзистора с общей базой В усилительном каскаде, изображенном на рисунке 3, используется схема эмиттерной стабилизации тока коллектора, обладающая наилучшими характеристиками по стабильности режима транзистора. В ряде случаев достаточно коллекторной стабилизации. Схема каскада усиления с коллекторной стабилизацией и схемой включения транзистора с общей базой приведена на рисунке 4. Рисунок 4 Принципиальная схема включения транзистора с ОБ (коллекторная стабилизация режима) Отличительной особенностью схемы с общей базой является малое входное сопротивление.
Входным сопротивлением этого усилительного каскада является эмиттерное сопротивление транзистора. Его можно определить по следующей формуле: (1) При токе эмиттера 5 мА входное сопротивление каскада с общей базой составит 5 Ом. Это накладывает определенные ограничения на применение данной схемы.
Сопротивление источника сигнала должно быть малым. Это может быть полезным для реализации высокочастотных усилителей. Часто приходится использовать на входе схемы с ОБ трансформатор сопротивления. Это может быть как обычный широкополосный трансформатор, так и фильтр с различными входным и выходным сопротивлением. По току схема усилительного каскада с общей базой усилением не обладает. Более того, коэффициент передачи этой схемы меньше единицы! Коэффициент усиления по току схемы включения транзистора с общей базой можно определить по следующей формуле: (2) Коэффициент усиления по напряжению усилительного каскада, собранного по схеме с общей базой совпадает с коэффициентом усиления по напряжению схемы с общим эмиттером.
Его можно определить по следующей формуле: (3) Учитывая, что коэффициент усиления по току h 21б схемы с общей базой близок к единице, то коэффициент усиления по напряжению будет равен отношению сопротивления нагрузки R н к входному сопротивлению этого транзисторного каскада r э. Отсюда следует вывод: если вы нагрузите с ОБ, на точно такой же каскад усиления, то коэффициент усиления первого каскада будет равен единице (он не будет усиливать, так как R н = r э). Учитывая, что ток коллектора в схеме с общей базой протекает по сопротивлению R1, включенному параллельно источнику сигнала, получается, что данный усилительный каскад охвачен 100% параллельной отрицательной обратной связью по току. Это приводит к расширению полосы пропускания усилителя. Малое входное сопротивление усилительного каскада не позволяет шунтировать входной сигнал паразитными емкостями печатной платы и других электронных компонентов схемы. Кроме того, малая проходная емкость C кэ, образованная последовательным включением эмиттерного и коллекторного переходов, уменьшает значение входной паразитной емкости схемы с общей базой.
Усилитель С Общей Базой Расчет
Все эти факторы приводят к исключительной широкополосности амплитудно-частотной характеристики данного каскада. Схема включения транзистора с общей базой используется обычно в высокочастотных усилителях. Для приведения входного и выходного сопротивления транзистора к стандартному волновому сопротивлению линий передачи 50 Ом обычно используются фильтры нижних или верхних частот. При индуктивном сопротивлении базы и коллектора транзистора в рабочем диапазоне частот усилителя, эти реактивности могут быть включены в состав индуктивности фильтра, как это показано на рисунке 5 Рисунок 5 Принципиальная схема усилительного каскада с транзистором с общей базой (коллекторная стабилизация) В схеме усилителя, изображенной на рисунке 5, индуктивность L1 служит для обеспечения пути протекания эмиттерного тока, а индуктивность L2 служит для обеспечения пути протекания коллекторного тока, поэтому дополнительных сопротивлений, таких как R1 и R2 в схеме на рисунке 3 не требуется. Резисторы R1 и R2 образуют схему коллекторной стабилизации режима работы.
Усилитель Каскада С Общей Базой
Еще один вариант высокочастотного усилителя, выполненного по схеме с общей базой, приведен на рисунке 6. Рисунок 6 Принципиальная схема усилительного каскада с транзистором с общей базой (эмиттерная стабилизация) В настоящее время в СВЧ усилителях в основном используются SiGe, GaAs, GaN МОП-транзисторы, однако их схемы включения практически совпадают со схемами включения биполярных транзисторов. Схеме включения транзистора с общей базой соответствует схема усилительного каскада с общим затвором.
В этих схемах для стабилизации применяется схема истоковой стабилизации (аналог эмиттерной стабилизации). Схема усилительного каскада с общим затвором приведена на рисунке 7. Рисунок 7 Принципиальная схема усилительного каскада с транзистором с общим затвором (истоковая стабилизация) По подобным схемам ряд зарубежных фирм выпускает готовые СВЧ усилители. Границы усилителя показаны на рисунках 6 и 7 пунктирной линией. В качестве примера на рисунке 8 показана схема высокочастотного интегрального усилителя радиочастоты. Рисунок 8 Принципиальная схема высокочастотного интегрального усилителя радиочастоты Подобные усилители широко применяются для увеличения уровня сигнала GPS, GSM, WiFi и др.
Систем связи и беспроводного интернета. В качестве примера подобных усилителей можно назвать усилители радиочастоты фирмы MAXIM, VISHAY или RF Micro Devices.
6.Каскад с общей базой, каскод. 1.Каскад с общей базой. Каскад о с общей базой, как и каскад с ОК, не инвертирует фазу усиливаемого сигнала.
Усилитель Мощности С Общей Базой
Коэффициент усиления по напряжению стабилен и составляет приблизительно: Кi=h21э/(h21э+1).