Здравствуйте мои уважаемые читатели!
Как догадались мои читатели, материал будет о включении транзистора по схеме с общим коллектором.
В первую очередь, это обычный эмиттерный повторитель ( в ламповом варианте – катодный повторитель ). А вот во вторую очередь…
Большинство моих читателей скажут, что эмиттерный повторитель является усилителем мощности… Совершенно верно!!! Однако, все усилители на транзисторах, лампах являются усилителями мощности, а вот какой компонент из мощности ток, напряжение или сама мощность определяется применением каскада. И вот применительно к эмиттерному повторителю относится применение самой усиленной мощности, но напряжение практически не изменяется, а если быть точным – напряжение на выходе на несколько процентов меньше чем входное. Это все прекрасно знают, что эмиттерный повторитель имеет высокое входное сопротивление и маленькое выходное – может отдавать в нагрузку ( следующий каскад ) сигнал равный входному ( почти равный ), но усиленный по току. Очень полезное и необходимое свойство!
Но поговорим о «во вторых»…
Не очень давно на канале Разумный мир ( я являюсь его подписчиком ) появился интересный материал. Не буду пересказывать, но он действительно интересный – как влияет разброс параметров радиоэлементов на характеристики схем, а про «эмиттерный усилитель» ни слова!
Но в самом начале материала приведена принципиальная схема простейшего приёмника прямого усиления. Очень старая и очень простая!!!
Но вернёмся к схеме с общим коллектором – ОК
Рис. 1. Схема с ОК или эмиттерный повторитель.
Всем знают, как рассчитать параметры схемы с ОК. На Рис. 1 приведены три основные формулы, по которым можно рассчитать токи каскада и его усиление. И получается, что у каскада есть усиление сигнала по напряжению и даже лучше чем в схеме с ОЭ.
А мы называем его эмиттерный повторитель, но не усилитель и в эмиттерном повторителе сигнал по напряжению не усиливается и даже меньше входного. В чём же причина? Причина в самой схеме и если быть точным – в её «обвязке» элементами смещения…
Рис. 2. Эмиттерный повторитель – классическая схема.
Формулы не убрал специально и теперь видно, что ~Uвых теперь будет равно ~Uвх – в ситуацию вмешиваются: резисторы, задающие смещение на базу транзистора и выходное сопротивление каскада, отдающего сигнал на эмиттерный повторитель. И это вмешательство в носит в каскад ООС - отрицательную обратную связь. Таким образом получается, что всё напряжение возникающее на резисторе Rнагр ( ~Uвых ) с противоположной фазой «возвращается» на базу и практически полностью компенсирует входной сигнал. Не буду приводить все подробности этого процесса – в учебниках и в интернете об этом написано очень много…
И как же исключить действие ООС в схеме с общим коллектором?
Ответ напрашивается простой – подавать входной сигнал непосредственно на переход база-эмиттер изолированно от всех элементов, участвующих в схеме. И этот вариант придумали очень давно… И причина была самая простая – схема с ОК, даёт усиление сигнала на «единицу» больше чем схема с ОЭ. Почему всего одна единица тогда решала такую важную роль? И здесь всё очень просто – вспоминаем термин «граничная частота усиления транзистора». Сейчас многие не задумываются о таком понятии, все или практически все транзисторы усиливают сигнал 100 МГц и более. В былые времена если написана граничная частота ( её ещё называли «транзитронная» ) равна 1000 кГц – значит коэффициент усиления транзистора на этой частоте равен ЕДИНИЦЕ! На частоте 500 кГц он будет равен ДВОЙКЕ, на 250 кГц ЧЕТЫРЕ и так далее… по современным понятиям это очень низкочастотный транзистор!!!
Вот и придумали схему, исключающую ООС в эмиттерном повторителе, и получился «эмиттерный усилитель»!
Вернёмся к началу материала и именно к каналу Разумный мир
схема простенького приёмника прямого усиления из этого материала
Рис. 3. Очень простая схема приёмника прямого усиления.
Обратите внимание – между каскадами нет разделительных конденсаторов! И самый первый транзистор включен по схеме «эмиттерного усилителя». И если у транзистора коэффициент усиления был 8 ( восемь ), то добавить единицу и получить 9 очень даже хорошо – 12,5% существенная прибавка усиления!
Рис. 4. «Эмиттерный усилитель» эквивалент «коллекторного усилителя».
ООС исключили практически полностью, через резистор смещения на базу вокруг через источник питания если вернётся, то очень незначительная часть, а если учесть величину резистора смещения ( ~100 кОм и более ), то это можно и не учитывать… К преимуществу данной схемы можно отнести значительное удобство при трассировке печатной платы, а так же возможность подключать значительную нагрузку к этому каскаду.
Где такой «эмиттерный усилитель» можно применить?
Применить его можно в SSB-приёмнике или в передатчике, а можно в приёмнике прямого усиления, взяв за основу схему на Рис.3. Схема примерно будет вот такая
Рис. 5. Варианты применения «эмиттерного усилителя» в приёмнике или для формирования SSB-сигнала.
Так как выходное сопротивление «эмиттерного усилителя» низкое, то ЭМФ можно подключить как последовательный контур с конденсатором С2, что даст существенный выигрыш по усилению.
Возможно, применение современных «крутых» транзисторов в качестве VT1 даст большое усиление и его придется уменьшить введением маленькой ООС
Рис. 6. Введение ООС для снижения Кус за счет включения Rz.
Величина Rz подбирается опытным путём и будет иметь величину десятка Ом. Если вместо резистора применить частотнозависимые элементы, то возможно ещё и частотную характеристику изменять в широких пределах
Рис. 7. Вариант замены Rz в цепочке ООС.
Как видно из рисунка, есть минимум пять вариантов частотной коррекции. Для творчества огромное поле деятельности!
Надеюсь, материал понравился моим читателям и я с удовольствием прочту ваши комментарии! Не забывайте ставить лайки и подписываться на канал!
Желаю всем прекрасного настроения, крепкого здоровья и успехов во всех делах!!!
Желаю всем чистого неба над головой!!!
