6.5.4.   Каскад с ОК

В усилительном каскаде с ОК (рис. 6.26) входной сигнал поступает на базу транзистора по отношению к общей точке, с которым через малое сопротивление источника питания E_к по переменному току соединен коллектор. Выходной сигнал снимается с эмиттера и через разделительный конденсатор C_р2 подается в нагрузку. В схеме действует 100 %-я ООС по напряжению.

Транзистор каскада работает в активном режиме. Сопротивления R₁, R₂ и R_э задают режим покоя каскада. Кроме того, резистор R_э является сопротивлением нагрузки транзистора по постоянному току. Сопротивление нагрузки каскада по переменному току определяется из соотношения:

R_к~ = R_э·R_н / (R_э + R_н).

В отличие от схемы с ОЭ входное и выходное напряжения каскада с ОК совпадают по фазе, при подаче входного сигнала базовый ток увеличивается, вызывая возрастание эмиттерного тока. Это приводит к увеличению падения напряжения на сопротивлении R_э и, следовательно, на сопротивлении нагрузки R_н.

Из схемы (см. рис. 6.26) видно, что

U_вх = U_бэ + U_вых,

так как  R_н~ много больше сопротивления эмиттерного перехода  (U_вых >> U_бэ). Поэтому K_u = U_вых / U_вх близок к единице, однако меньше ее. Таким образом, в схеме с ОК выходной сигнал повторяет входной по уровню напряжения и по фазе. Поэтому схема с ОК называется «эмиттерный повторитель». Эта схема не обеспечивает усиления по напряжению, но имеет достаточно высокий коэффициент усиления по току и, следовательно, по мощности.

С помощью схемы замещения каскада с ОК (рис. 6.27) довольно просто получить основные параметры усилителя:

;

;

;

;

.

Входное сопротивление достаточно велико (десятки килоом), что является одним из важнейших преимуществ каскада ОК. Выходное сопротивление ЭП небольшое и составляет десятки Ом

Таким образом, основными особенностями эмиттерного повторителя являются следующие:

· коэффициент усиления по напряжению меньше единицы;

· усиление по току и мощности больше единицы;

· малые частотные искажения;

· входное сопротивление каскада значительно больше, чем у каскада с ОЭ;

· выходное сопротивление значительно меньше, чем у каскада с ОЭ и практически не зависит от сопротивления резистора выходной цепи каскада в достаточно широком диапазоне его изменения;

· большой динамический диапазон входных сигналов при низком уровне нелинейных искажений, это объясняется тем, что потенциал эмиттера практически повторяет потенциал базы (U_бэ → 0), который может изменяться от 0 до напряжений близких к E_к.

Эмиттерный повторитель широко используется в качестве:

· входного каскада при работе от источника входного сигнала с высоким внутренним сопротивлением;

· промежуточного каскада для согласования высокого выходного сопротивления с малым входным сопротивлением последнего каскада;

· выходного каскада при работе на низкоомную нагрузку.