Каскад с общим коллектором

Схема каскада ОК приведена на рис. 3.6. Транзистор Т n-p-n- типа присоединён к источнику постоянного напряжения последовательно с резистором . Резистор в цепи коллектора отсутствует. Стабилизация режима покоя осуществляется с помощью делителя напряжения и резистором . Источник входного переменного напряжения с внутренним сопротивлением включается между базой и общей точкой входной и выходной цепей. Нагрузка присоединяется к эмиттеру и общей точке. Назначение конденсаторов и такое же, как и в каскаде ОЭ.

Рис. 3.6. Схема каскада ОК

При включении на входе каскада источника переменного напряжения в цепи базы появляется переменная составляющая тока , которая обуславливает переменную составляющую тока эмиттера . При переменная составляющая тока эмиттера создаёт на резисторе напряжение , которое является выходным напряжением каскада ОК.

Когда потенциал базы транзистора повышается, ток базы растет, ток эмиттера также увеличивается и потенциал эмиттера повышается за счёт увеличения напряжения на резисторе . Отсюда следует, что напряжение на выходе каскада ОК находится в фазе с напряжением на его входе.

Мгновенные значения тока и напряжения при наличии на выходе каскада нагрузки можно определить графически, как это делалось для каскада ОЭ (см. рис. 3.2). Для этого можно воспользоваться выходными характеристиками транзистора, снятыми в схеме ОЭ, приняв . Связь между переменной составляющей тока базы и переменным напряжением на входе каскада находим по входным характеристикам транзистора (см. рис. 3.2, б), принимая во внимание, что переменное напряжение между базой и эмиттером транзистора, как видно из рис. 3.6, равно разности напряжений на входе и выходе каскада:

.

(3.13)

На вход каскада ОК можно подавать сигналы с большой амплитудой, поскольку на промежутке база – эмиттер транзистора в соответствии с уравнением (3.13) действует не весь сигнал, а только его часть. Поэтому амплитудная характеристика каскада ОК имеет бóльшую протяженность линейного участка, чем для каскада ОЭ (рис. 3.4, кривая 2).

Поскольку резистор отсутствует, то сопротивление может быть взято больше, чем в схеме ОЭ. Следовательно, за счёт увеличения сопротивления стабильность режима покоя в каскаде ОК выше, чем в каскаде ОЭ. Напряжение на выходе каскада ОК совпадает по фазе с напряжением на его входе и примерно равно ему по значению. Поэтому каскад ОК называют эмиттерным повторителем. Особенностью каскада ОК является большое входное и малое выходное сопротивления. Каскад ОК используется на входе многокаскадного усилителя, если источник сигнала имеет большое внутреннее сопротивление, и на выходе – если нагрузка низкоомная. Аналитический расчёт коэффициентов усиления по току и напряжению, входного и выходного сопротивлений каскада ОК выполняется по эквивалентной схеме, приведенной на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Эквивалентная T-образная схема каскада ОК

Входное сопротивление каскада

.	(3.14)
; .	(3.15)

Выходное сопротивление каскада

.

(3.16)

Коэффициент усиления по току

.

(3.17)

Коэффициент усиления по напряжению

.

(3.18)

Коэффициент усиления по мощности

.

(3.19)