в гидравлической схеме ОБ насосы «Сигнал» и «Смещение» не только поднимают или опускают заслонку «Управляющее напряжение», но еще и перемещают весь поток жидкости на небольшом участке «Точка О»-«Эмиттер».

В гидравлической схеме ОЭ насосы «Сигнал» и «Смещение» освобождены от этой работы -они лишь двигают заслонку «Управляющее напряжение», а всю работу по перемещению жидкости на всем ее пути - от «Эмиттера» до «Эмиттера»- выполняет только насос «Коллекторная батарея».

Именно в том, что насосы «Сигнал» и «Смещение» освобождены от работы по перекачиванию всей воды в бак «Эмиттер» и заняты лишь своим главным делом - регулированием потока из «Эмиттера» в «Базу», именно в этом главное отличие гидравлической системы ОЭ от системы ОБ. Во всем же остальном эти системы очень похожи. Во всяком случае, принцип работы обеих гидравлических систем одинаков.

Насос «Сигнал», затрачивая небольшую мощность (в ОБ она немного больше, в ОЭ немного меньше, но в обеих системах эта мощность невелика), управляет мощным потоком воды «Коллекторный ток». Этот поток создается благодаря тому, что насос «Коллекторная батарея» поднимает воду на высокий уровень. Мощный, падающий с большой высоты «коллекторный ток» вращает турбину «Нагрузка».

Если насос «Сигнал» бездействует, турбину вращает поток неизменной силы-поток покоя, который зависит только от «смещения». Но если ввести в систему слабый гидравлический сигнал и с помощью насоса «Сигнал» периодически перемещать вверх-вниз заслонку «Управляющее напряжение», то интенсивность мощного потока тоже будет меняться. При этом будет меняться и скорость вращения турбины «Нагрузка», создавая своего рода мощную копию всех изменений интенсивности «Сигнала».

Вернемся, однако, к нашим транзисторным усилителям.

О том, что принцип усиления слабого сигнала в схеме ОЭ остается таким же, как и в схеме ОБ, говорит сходство их входных и выходных характеристик. Входные характеристики схемы ОЭ (рис. 68) показывают, что ток эмиттера, ток базы и ток коллектора при изменении управляющего напряжения Сэб меняются примерно так же, как и в схеме ОБ. Следует, правда, подчеркнуть, что для ОЭ главной характеристикой нужно и можно считать зависимость от (Уэб уже не эмиттерного тока, а тока базы /б.

Эту характеристику нужно считать главной потому, что именно ток базы проходит по входной цепи (по цепи источника сигнала) и определяет все происходящие в ней события. 196

Эту характеристику можно считать главной потому, что ток базы - это часть тока эмитгера, который в итоге определяет события во всем транзисторе. И самое главное то, что ток базы /б -это не просто часть тока эмиттера Ig, а строго определенная его часть. Так, например, при а=0,99 ток базы составляет один процент тока эмиттера. Иными словами, ток эмиттера примерно в сто раз (точнее, в девяносто девять раз) больше тока базы. Если, например, /о увеличился на 5 мка, то можно смело сказать, что при этом Л увеличился примерно на 500 мка. А все это означает, что главная входная характеристика схемы ОЭ - зависимость тока базы /б от управляющего напряжения Сэб - одновременно рассказывает, как при изменении (Уэб меняется ток эмиттера Ig, ток коллектора /к и в итоге -напряжение на нагрузке (/„.

Выходные характеристики транзистора в схеме ОБ и ОЭ также очень похожи, если не считать некоторых, как правило, второстепенных отличий. Одно из таких отличий - более резкий подъем выходных характеристик, который говорит о том.

Рис. 68. Входная характеристика транзистора в схеме ОЭ относится уже не к току эмиттера, а к току базы, так как именно он протекает во входной цепи; выходная характеристика несколько круче, чем в схеме ОБ.

что /к несколько сильнее зависит от коллекторного напряжения, чем в схеме ОБ. Поэтому-то с увеличением 6э„ (теперь ныходные характеристики уже показывают зависимость /„ от напряжения между эмиттером и коллектором) коллекторный ток растет сильнее, чем в схеме ОБ он рос с увеличением (Уби.

И все же общее, результирующее влияние коллекторного напряжения на коллекторный ток остается очень небольшим, а выходные характеристики схемы ОЭ идут достаточно полого. А поэтому и выходное сопротивление транзисторов в схеме ОЭ хотя и меньше, чем в схеме ОБ, но также остается очень большим, достигая десятков и сотен килоом (рис. 68).

Вот другое отличие выходных характеристик схем ОЭ и ОБ. В схеме ОЭ коллекторный ток прекращается при нулевом напряжении на коллекторе, а чтобы прекратить коллекторный ток в схеме ОБ, нужно было подать на коллектор очень небольшой «плюс». Из-за того, что выходные характеристики в схеме ОЭ начинают загибаться при более высоком напряжении на коллекторе, запрещенная зона «Искажения» для этой схемы оказывается несколько больше.

И, наконец, третье отличие. При нулевом управляющем напряжении Uge коллекторный ток в схеме ОБ - он называется сквозным или начальным током коллектора и обозначается /к-н - значительно больше, чем неуправляемый ток /ко в схеме ОБ. Это опять-таки связано с тем, что некоторая часть коллекторного напряжения приложена к эмиттерному переходу и отпирает его, даже если внешнее управляющее напряжение равно нулю.

Все перечисленные отличия в принципе не меняют «взаимоотношений» между коллекторным током /к, напряжением на нагрузке (Ун и на коллекторе (Уз„, эмиттерным током /д, напряжением сигнала (/сиг> смещением (Уем и сопротивлением нагрузки Rn. А поэтому выводы, сделанные нами на основании анализа входных и выходных характеристик схемы ОБ (рис. 64), в основном остаются в силе и для схемы ОЭ.

Итак, наш «фокус» удался - перевод источника сигнала в цепь базы в принципе не изменяет работы транзистора. Теперь остается доказать, что игра стоит свеч, что включение транзистора по схеме ОЭ каким-то образом улучшает параметры усилительного каскада.

По сравнению со схемой ОБ у схемы ОЭ есть три основных достоинства. Все они связаны с тем, что по входной цепи схемы ОЭ (то есть через источник усиливаемого сигнала) протекает ток базы, который во много раз меньше эмиттерного тока во входной цепи схемы ОБ (рис. 69). Благодаря резкому уменьшению тока во входной цепи, во-первых, уменьшается 198

Рис. 69. Коэффициент усиления тока в схеме ОЭ- Р, по сути дела, показывает, во сколько раз мы разгрузили входную цепь при переходе от схемы ОБ к схеме ОЭ.

потребляемая в ней мощность, то есть мощность, которую должен отдать усилителю не кто иной, как слабый усиливаемый сигнал. Во-вторых, благодаря уменьшению тока возрастает входное сопротивление, а это, как мы вскоре увидим, резко облегчает согласование усилителя с источником сигнала. И, наконец, третье: поскольку ток базы, который теперь должен создать источник сигнала во много раз меньше эмиттерного, а значит, и коллекторного тока, то схема ОЭ дает не только усиление по напряжению, как схема ОБ, но еще и усиление по току. А в итоге усиление по мощности у схемы ОЭ оказывается значительно больше, чем у схемы ОБ.

Чтобы количественно оценить все выгоды, которые дает схема ОЭ, вводят еще один параметр транзистора - коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером. Этот коэффициент обозначают буквой р (греческая «бета»; существует несколько разновидностей этого коэффициента: одни из них обозначают буквой В, другие - буквой р). Коэффициент р должен показать, во сколько раз мы разгрузили источник сигнала при переводе его из эмиттерной цепи в цепь базы, то есть коэффициент р показывает, во сколько раз при одном

и том же управляющем напряжении ток базы меньше, чем ток эмиттера, или, что почти то же самое (токи /э и /„ примерно равны), во сколько раз /б меньше, чем /„. Определив, например, по входным характеристикам, что при (Уэб = 200 мв /б = 600 мка (0,6 ма), а /3 = 6 ма (рис. 54), легко подсчитать, что р=/э :/б = 100. Но это примерное, упрощенное определение коэффициента р.

Точное значение коэффициента усиления по току р можно получить, если при неизменном коллекторном напряжении Сэк изменять управляющее напряжение Сэб и одновременно следить за тем, как изменяются два тока - ток во входной цепи (то есть /б) и ток в выходной цепи (то есть /к). Затем, определив прирост того и другого тока Д/б и Д/„, находим {5 как их отношение р = Д/к:Д/б (рис. 72).

Иными словами, точн (динамическое) значение р показывает, во сколько раз при одном и том же изменении управляющего напряжения (/эб изменения выходного тока Д/к оказываются больше, чем изменения входного тока Ah- Так, например, определив по входным характеристикам (рис. 54), что при изменении (/эб от 200 мв до 250 мв ток базы увеличился на 400 мка (0,4 ма), а ток коллектора примерно на 4 жа, легко найти р как отношение этих приростов: р = 4 : 0,4= 10.

Упрощенное определение коэффициента как правило, очень близко к «официальной», измеренной по всем правилам его величине. И это вполне понятно. Во-первых, коллекторный ток почти равен эмиттерному, и с каким бы из этих токов мы ни сравнивали ток базы /б, результат будет примерно одинаковым. Во-вторых, все токи транзистора «пляшут под дудку» управляющего напряжения - во сколько увеличится или уменьшится (/эс, во столько же раз приблизительно увеличатся или уменьшатся сразу все три тока /э, h. /к- Поэтому-то сравнивать приросты этих токов почти го же самое, что сравнивать и сами токи при одном и том же значении (/эб- На сравнении тока базы с током коллектора основано измерение коэффициента усиления по току р в простейших любительских приборах (рис. 70). Существуют простые приборы и для более точного определения р путем сравнения прироста Д/к с Д/б.

Хотя обычно при определении коэффициента усиления по току мы сравниваем ток базы с током коллектора, этот коэффициент, как уже было сказано, очень хорошо характеризует изменения, которые произошли во входной цепи при переходе от схемы ОБ к схеме ОЭ. Конкретно р показывает, во сколько раз уменьшился ток в цепи источника сигнала (входная цепь усилителя) после того, как по этой цепи стал проходить ток 200

Рис 70 Примерную величину коэффициента Р можно определить с помощью простейших самодельных приборов

базы вместо тока эмиттера. А показывая уменьшение входного тока, коэффициент р количественно определяет изменение параметров усилителя при переходе к схеме ОЭ. Вот эти изменения (рис. 71).

Поскольку в р раз уменьшается входной ток, а выходной (коллекторный) остается без изменений, то можно сказать, что транзистор усиливает уже не только напряжение, но еще и ток в р раз. Отсюда и название-коэффициент усиления по току.

Входное сопротивление возрастает примерно в р раз (точнее в +1 раз) опять-таки потому, что в р раз уменьшается входной ток, который определяет это сопротивление. Ничего не поделаешь, закон Ома - R = U:I; чем меньше ток, тем, значит, больше сопротивление.

Для управления транзистором от сигнала требуется в раз меньшая мощность. Опять же потому, что в р раз уменьшается входной ток, определяющий эту мощность. Чем меньше ток, тем меньше мощность - Р = (/•/. goi

6623