6.5.3.   Работа каскада с ОЭ по переменному току

Рассмотрим работу каскада по переменному току в режиме холостого хода, т.е. Rн = ∞. Напряжение синусоидального входного сигнала (рис. 6.23) подают на участок «база – эмиттер» транзистора, через разделительный конденсатор Ср1, что создает пульсацию тока базы относительно постоянной составляющей Iбп. Изменение тока базы вызывает соответствующее изменение тока коллектора (Iк), протекающего по сопротивлению нагрузки Rк (iк~ = β·iб~ ). Переменная составляющая тока коллектора (Iк~) создает на сопротивлении Rк  усиленное по амплитуде напряжение, при этом появляется на выходе cхемы напряжение Uкэ~ = Uвых.

Увеличение входного напряжения вызывает увеличение тока базы (Iб), увеличение тока коллектора (Iк) и уменьшение напряжения Uкэ, т.е. каскад с ОЭ осуществляет инверсию напряжения, выходной сигнал находится в противофазе к входному. Это обусловлено подключением нагрузки Rн параллельно транзистору, на сопротивлении Rк сигнал синфазен входному. Несмотря на сдвиг фаз между выходным (Uвых) и входным (Uвх) напряжениями, в рабочем диапазоне частот не возникает фазовых искажений, так как  все гармоники сдвигаются на 180º и форма выходного сигнала соответствует входному.

Процесс усиления сигнала можно пояснить графически с помощью входных и выходных статических характеристик транзистора (рис. 6.24)

Подключим к выходу цепи усилителя сопротивление внешней нагрузки Rн (см. рис. 6.23). Переменная составляющая тока коллектора (Iк~) делится в этом случае на две составляющие: ток через сопротивление (Rк), который далее замыкается через источник питания Eк, и ток нагрузки (Iвых).

Сопротивления Rк и Rн для переменного тока включены параллельно, так как  внутреннее сопротивление источника питания по переменному току можно считать равным нулю. Поэтому

Uкэ~= Iк~= Iк~· Rн.

Линия нагрузки по переменному току идет круче (см. рис. 6.24), так как сопротивление выходной цепи транзистора уменьшилось, и проходит через точку покоя под углом ψ = arctg Rн.

В режиме усиления малых сигналов (в каскадах предварительного усиления) расчет основных динамических параметров можно производить аналитически. В этом случае составляют эквивалентную схему усилительного каскада по переменному току (рис. 6.25).

Подпись:  
Рис. 6.25. Эквивалентная схема замещения усилителя с ОЭ 
по переменному току

По схеме замещения (рис. 6.25) определяются основные параметры каскада по переменному току:

;                       ;