>[одном ток i

*РРАЗ МЕНЬШЕ?

Рис. 71. Входной ток в схеме ОЭ значительно (в р раз) меньше, чем в схеме ОБ, и эго приводит к появлению многих ценных качеств схемы с общим

эмиттером.

А если в р раз уменьшается входная мощность при неизменной выходной мощности, то, значит, коэффициент усиления по мощности также возрастает в р раз.

Как видите, коэффициент р оказывает сильнейшее влияние на параметры усилителя, и не случайно при выборе транзистора для той илн иной схемы любители прежде всего обращают внимание на его коэффициент р, стараясь выбрать транзистор, у которого этот коэффициент побольше.

Нужно сразу же предупредить, что выбирать транзисторы, руководствуясь только одним лозунгом «Даешь бету!», тоже неверно. Во-первых, транзисторы с более высоким р, как правило, стоят дороже, а многие из них не всегда легко достать. И может случиться так, что, применив транзистор с высоким р в схеме, где он не очень нужен или даже совсем не нужен, вы тем самым лишите своего товарища - это ведь неважно, знакомого или незнакомого - возможности применить такой транзистор в схеме, где он необходим.

Во-вторых (если вам еще не достаточно «во-первых»), при включении транзисторов с высоким В в схему, которая на них 202

не рассчитана, может произойти не улучшение, а ухудшение параметров этой схемы, вплоть до ее полной непригодности. Это ведь только говорится, что маслом каши не испортишь. А попробуйте на полтарелки каши положить полтарелки масла. Вряд ли вам такое блюдо покажется вкусным, не говоря уж о том, что от него идет прямая дорога к врачу. Вот так и применение транзистора со слишком большим р может иногда привести к неприятным последствиям, превратив, например, усилитель в генератор.

В электронных схемах нужно применять транзисторы с таким коэффициентом р, на который эти схемы рассчитаны. Разумеется, применяя транзисторы с более высоким р, часто можно создавать более эффективные схемы, с лучшими параметрами. Но в то же время не менее интересно при разработке или совершенствовании схем получить хорошие результаты, применяя дешевые и доступные транзисторы с низким коэффициентом р.

Кстати говоря, коэффициент р так же, как и коэффициент а, говорит о том, какая часть эмиттерного тока используется для создания коллекторного тока, а какая часть уходит чере? базу. Но только а показывает, какую часть от /э составляет /к, а коэффициент р показывает, во сколько раз ответвляющийся в базу ток р меньше основного тока /к. Поскольку коэффициенты аир характеризуют один и тот же процесс разделения /э на две части (примерно гак же период колебаний и частота характеризуют один и тот же процесс), то эти коэффициенты связаны друг с другом, и, зная один из них, можно легко подсчитать другой (рис. 72).

Схема с общим эмиттером имеет серьезные достоинства (усиление по току, большое усиление по мощности и сравнительно высокое входное сопротивление) и серьезные недостатки. Однако ничего плохого о схеме ОЭ мы сейчас говорить не будем. И совсем не потому, что собираемся замалчивать ее недостатки - о них еще будет особый разговор. Мы не будем говорить о недостатках схемы ОЭ, потому что в большинстве случаев с ними удается вести эффективную борьбу, и не стоит умалять поэтому важные достоинства схемы. Освобожденная от недостатков и не утратившая достоинств схема ОЭ является основной схемой транзисторных усилителей.

И все же схема с общим эмиттером - только основная практическая схема, но никак не единственная. В ряде случаев она уступает место уже хорошо знакомой нам схеме с общей базой или схеме с общим коллектором (схема ОК; рис. 73), с которой нам сейчас предстоит познакомиться.

I VCM*«B*CT

и ycuAu8AE.T ® I HtVCUAUWET

I УСМЛИМЕ.Т

I: Re

Рис 72 Оба коэффициента - a и P - по разному характеризуют одно и то же ответвление части эмиттерного тока в базу

Кстати, эту схему иногда называют «эмиттерный повтори-тел ь»

Привыкнув к тому, что в схемах ОБ и ОЭ усиливается напряжение, следовало бы прежде всего назвать усилитель, работающий по схеме ОК, не усилителем, а ослабителем. Действительно, в схеме ОК управляющее напряжение подводится к своеобразному делителю, в который входит сопротивление нагрузки Rn и эмиттерный рп-переход транзистора. Для того чтобы возникновение этого делителя стало более наглядным, на одном из листов рис. 73 база транзистора несколько вытянута и изогнута. Это, разумеется, лишь графический трюк, который никакого отношения к устройству транзистора не имеет. Этот трюк нужен для того, чтобы на самом рисунке поставить в один ряд эмиттерный рп-переход и нагрузку Ru, а затем наглядно показать их подключение к источнику сигнала в виде делителя напряжения. Напряжение входного сигнала Ubx, подведенное к делителю, делится между его участками - между эмиттерным рп-переходом и нагрузкой Rn. 204

Рис. 73 Главная особенность схемы с общим коллектором (ОК) - высокое входное сопротивление.

Поэтому на долю нагрузки приходится переменное напряжение Ubux, которое никак не больше, чем Uex, а напротив, даже меньше его. Именно так - часть напряжения сигнала остается на эмиттерном рп-переходе, выходное напряжение всегда меньше, чем входное напряжение, то есть схема ОК ослабляет напряжение. С этим как раз и связано название «эмиттерный повторитель»- схема не усиливает напряжение сигнала, а лишь повторяет его, оставляя неизменным (практически (/вых лишь незначительно меньше, чем (/вх)-Так же как это было и при знакомстве со схемой ОЭ, сразу же возникает куча вопросов. Для чего нужен такой схемный фокус? Зачем подавать входной сигнал не на его законное место, не на эмиттерный переход, а туда, где входному сигналу вообще нечего делать,- на переход база-коллектор (всмотритесь в схему: именно между базой и коллектором включен источник сигнала). Как же в такой схеме входной сигнал может управлять коллекторным током, если этот сигнал лишен своего командного поста - эмиттерного рп-перехода? Для чего нужно превращать схемы, которые усиливают на-пояжение. в схему, которая его ослабляет? Если так уж

хочется ослабить сигнал, зачем для этого транзистор - доста,-точно делителя, составленного из двух резисторов!

Ответив на эти вопросы, можно прийти к выводу, что схема ОК работоспособна, что она обладает некоторыми достоинствами и в ряде случаев просто незаменима.

Внимательно познакомившись со схемой ОК, убедимся, что «с ходу» мы приписали ей лишний недостаток - схема действительно не усиливает напряжения, но и почти не ослабляет его. Все дело в том, что сопротивления участков делителя, на который работает источник сигнала, сильно различаются по величине. Сопротивление эмиттерного рп-перехода мало, во много раз меньше, чем сопротивление нагрузки R. Поэтому нагрузке достается почти все напряжение сигнала (/сиг, а значит- входное и выходное напряжения усилителя примерно равны.

А что же делает оставшаяся часть сигнала, что делает напряжение Ubq Оно, как и всякое напряжение, приложенное к эмиттерному переходу, управляет эмиттерным, а значит, и коллекторным током. Таким образом, входной сигнал выполняет свои управляющие функции, хотя, конечно, направляет на это дело лишь небольшую часть своего напряжения.

То, что усилитель, работающий по схеме ОК, не усиливает напряжение, еще не дает оснований называть его ослабителем. Мы уже давно договорились (стр. 92), что об усилении можно судить, только сравнив входную и выходную мощность. А такое сравнение как раз говорит о том, что схема ОК имеет все права называться усилительной. Почти не уменьшая напряжения, схема ОК примерно в р раз усиливает ток, а значит, примерно в р раз усиливает мощность. Правда, нам еще остается доказать, что в схеме ОК ток действительно усиливается в р раз. Но это уже не сложно.

Источник сигнала в схеме ОК, так же, кстати, как и в схеме ОЭ, включен в цепь, по которой проходит ток базы /б. А по нагрузке, как всегда, проходит ток коллектора /к, который в р раз больше, чем /б. Ток базы в схеме ОК проходит по довольно длинному пути (через источник сигнала, нагрузку и эмиттерный переход), но сути дела это не меняет - ток в выходной цепи больше, чем ток во входной цепи, а значит, происходит усиление по току.

Можно сказать, что «в общем плане» схема ОК, которая усиливает ток, но не усиливает напряжение, ничем не хуже схемы ОБ, которая усиливает напряжение, но не усиливает ток. Однако эта разница -ток вместо напряжения - приводит к резкому различию входного и выходного сопротивления 206

Рис. 74. Каждая из трех схем включения транзистора имеет свои достоинства, но в большинстве случаев отдают предпочтение схеме ОЭ за сочетание многих ценных качеств.

схем ОБ и ОК. Схема ОБ обладает очень низким входным и очень высоким выходным сопротивлением (рис. 56, 58), а схема ОК - очень высоким входным сопротивлением и сравнительно низким выходным.

То, что схема ОК имеет высокое входное сопротивление в упрощенном виде, объясняется так: ток базы, как обычно, мал, входное напряжение стало довольно большим, а это значит, что входное сопротивление схемы ОК велико. Практически оно составляет сотни лилоом.

Значительно меньше оказывается выходное сопротивление, показывающее, как меняется в нагрузке сквозной ток при изменении напряжения между эмиттером и коллектором. Динамическое выходное сопротивление обычно составляет несколько сотен или десятков ом.

На этом, пожалуй, можно закончить рассказ о том, как в транзисторных усилителях решается проблема «2-]-2 = 3» и как три разных ее решения дают разные, со своими достоинствами и недостатками, результаты (рис. 74). Сравнение трех основных схем транзисторных усилителей ОБ, ОЭ и ОК говорит о том,-что, хотя «по сумме многоборья» на первое место выходит схема с общим эмиттером, лве остальные имеют свои собственные, никем из конкурентов не побитые рекорды.