Биполярный транзистор как усилительный элемент на переменном токе

В усилительном каскаде в цепь эмиттера, являющуюся вход­ной цепью, кроме источника постоянной ЭДС. Е_э вводится еще переменная ЭДС сигнала е_вх, подлежащая усилению, а в цепь коллектора, представляющую собой выходную цепь, включается источник Е_к и резистор R_к (рисунок 5).

При подаче на вход транзистора переменного напряжения u_вх эмиттерный ток становится пульсирующим, вызывая соответствующие изменения коллекторного тока. Последний, проходя по резистору R_к, создаем на нем пульсирующее, повторяющее по форме входной сигнал. Переменная составляющая пульсирующего напряжения U_вых с помощью конденсатора С отделяется от постоянной состав­ляющей и подается на выходные зажимы усилителя к нагрузке. Коэффициент усиления напряжения К_U равен:

К_U = ,

где I_км и I_эm - где амплитуды переменных составляющих коллекторного и эмиттерного токов; R_в - входное сопротивление, т.е. сопротивление между выводами эмиттера и базы для переменного тока.

Так как I_к I_э, то К_U ,

Входное сопротивление в рассматриваемой схеме мало R_вх=10 100 Ом, так как к эмиттерному переходу приложено прямое напряжение. К коллекторному переходу приложено обратное напряжение, и поэтому сопротивление это­го перехода очень велико порядка I0⁵-10⁶ Ом. При та­ком большом сопротивлении коллекторного перехода сопротивление резистора R_к можно выбрать во много раз больше входного сопротивления без заметно­го уменьшения коллекторного тока и тем самым получить большой коэффициент усиления напряжения сигнала.

Одновременно с усилением напряжения происходит усиление мощности сигнала. Коэффициент усиления мощности

К_р = .

Из рассмотрения работы транзистора по данной схеме ясно, что усиление сигнала по току не происходит.

К₁ < 1

Таким образом, в данной схеме происходит усиление сигна­ла по напряжению и мощности, которое оказывается возможным благодаря тому, что изменение тока эмиттера происходит в цепи с малым сопротивлением, а вызванные им изменения коллекторно­го тока - в цепи, имеющей во много раз большее сопротивление.