единицы. Отсюда следует, что данный составной транзистор обладает свойствами эмиттерного повторителя и подобен схеме рис. 21.20, а, но выполнен на комплементарных р-п-р- и п-р-п-структу-рах.

Точкой малого выходного сопротивления является коллектор второго транзистора, так как от него начинается цепь ОС по напряжению, поэтому вывод коллектора второго транзистора V2 играет роль эмиттера составного транзистора, а вывод эмиттера V2 - его коллектора.

Вариантом составного транзистора является каскадная схема (рис. 21.20, в), в которой по переменному току последовательно включены два транзистора: входной VI - с ОЭ, а выходной V2- с ОБ.

Каскодная схема эквивалентна одиночному транзистору, включенному по схеме с ОЭ; ее параметры близки к параметрам первого транзистора. Каскодный усилитель обладает слабой связью между его выходом и входом. Хорошая развязка выхода и входа объясняется тем, что нагрузкой транзистора VI является малое входное сопротивление транзистора V2, включенного с ОЪ (транзистор VI каскодного усилителя работает практически в режиме короткого замыкания коллекторной цепи). При этом коэффициент усиления по напряжению транзистора VI мал, следовательно, мало и напряжение ОС с выхода VI па его вход. Емкость Ск2 коллекторного перехода второго транзистора мало влияет на входное напряжение транзистора V2, так как база V2 по высокой частоте замкнута на землю. В итоге в каскодной схеме резко снижается ОС между выходом и входом, повышается устойчивость усилителя, меньше нелинейные искажения. Схема более широкополосна и применяется предпочтительно в резонансных усилителях.

§ 21.5. Рабочие режимы усилительных элементов

Энергетические и качественные показатели УЭ определяются их режимом работы. Режим УЭ выбирают по нагрузочным характеристикам, которые строят в соответствующих семействах статических характеристик. Методика построения нагрузочных характеристик, графоаналитического выбора и расчета режима транзисторов и электронных ламп в усилительном каскаде нами рассмотрена выше (см. § 5.7, 13.4).

В зависимости от выбора исходного режима работы УЭ и амплитуды сигнала различают три основных рабочих режима: А, В и С. Рассмотрим их применительно к транзисторам.

В режиме А начальное положение рабочей точки на нагрузочной прямой и амплитуду входного (управляющего) тока выбирают так, чтобы рабочая точка располагалась на середине рабочего участка MN нагрузочной прямой (рис. 21.21, а), где изменения тока /к прямо пропорциональны изменениям управляющего тока [тока 4 в схеме с ОБ (см. рис. 5.2, а) и тока /б в схеме с ОЭ (см. рис.

5J ri

Рис. 21.21. К установке режима А

5.2, б)]. В этих условиях работы нелинейные искажения будут минимальны.

При усилении малых сигналов начальное положение рабочей точки выбирают так, чтобы потребление мощности от источника было минимальным, а коэффициент передачи тока наибольшим. При усилении сигналов с большой амплитудой рабочую точку О выбирают на середине рабочего участка AdN (см. рис. 21.21, а) при управляющем токе покоя 1об=з-

Для обеспечения выбранного режима работы во входной цепи следует задать начальный постоянный ток базы (ток покоя) /об=/бз- Амплитуда тока базы не должна выходить за пределы передачи рабочей области, т. е. превышать Imhs-бз- По выбранной рабочей точке определяют начальные значения тока /ок и напряжения Uok, а также их амплитудные значения /кт и Um, по которым рассчитывают мощность, рассеиваемую коллектором в режиме покоя Pok~IokUok, полезную мощность в нагрузке Рк-

= 0,5/кт7кт, коэффициент ПО ТОКу К-е = 1кт/1бт-

Затем по входной нагрузочной или усредненной (типовой) статической характеристике (рис. 21.21, б) определяют амплитуду переменного напряжения на входе Um- Обычно для усилителей режима А по этой характеристике определяется двойная амплитуда входного тока 2/бт и напряжения 2/бт, после чего рассчитываются: входная мощность Рвх=0,5/бт?бт; коэффициенты усиления по напряжению Kn=UyrnlU и мощности Ки=Рк1Ръ-а, входное сопротивление Гех= UJhm-

Нелинейность входной характеристики может вызвать искажение сигнала. Для уменьшения искажений целесообразно уменьшить амплитуду входного сигнала.

В режиме А ток /„ через транзистор протекает как при наличии сигнала, так и в его отсутствие, поэтому к. п. д. усилителя мал. Режим А предпочтителен, когда желательны минимальные нелинейные искажения, а выходная мощность и к. п. д. не имеют решающего значения. Обычно в этом режиме работают каскады усилителей напряжения и маломощные выходные каскады.

в режиме В начальное положение рабочей точки О выбирается в области небольших токов коллектора, близких к /кбо (рис. 21.22). Транзистор открыт лишь в течение половины периода, т. е. работает с отсечкой тока. Угол отсечки 6 = 90°. Большой ток позволяет увеличить выходную мощность. В режиме В высок уровень нелинейных искажений, поэтому он используется в двухтактных схемах, компенсирующих эти недостатки и позволяющих получить мощность.

Промежуточное положение между режимами А и В занимает режим АВ. Он более экономичен, чем А, и характеризуется меньшими нелинейными искажениями, чем режим В. Применяется режим АВ в основном в двухтактных схемах.

В режиме С начальное смещение выбирается больще напряжения отсечки. В отсутствие сигнала транзистор тока не пропускает и начинает работать лишь после того, как входной сигнал превышает пороговое значение, поэтому угол отсечки е<90°. Режим С используется, когда нелинейные искажения несущественны, но необходимо получить от усилителя большую выходную мощность.

Рис. 21.22. К установке режима В большую выходную

§ 21.6. Способы обеспечения рабочего режима транзистора

Цепи коллектора обычно питаются от общего источника постоянного тока (от гальванической батареи или выпрямителя переменного напряжения сети). Для устранения межкаскадных связей применяют развязывающие /?С-фильтры. Нужный рабочий режим (рабочую точку) транзистора в усилительном каскаде устанавливают подачей на базу относительно эмиттера фиксированного напряжения смещения. Его можно получить от коллекторного источника питания через делитель напряжения или гасящее сопротивление.

Способы подачи смещения. Фиксированное смещение можно осуществить фиксированным током или фиксированным напряжением.

Смещение фиксированным напряжением база-эмиттер создается от общего источника £"к делителем R1R2 (рис. 21.23, а). Ток делителя /„ создает на резисторе R2 падение напряжения,- приложенное в проводящем направлении к эмиттерному р-п-переходу. Чтобы смещение оставалось неизменным при колебаниях температуры или смене транзистора, сопротивление резистора R2 желательно выбирать небольшим. Однако при этом снижается входное