То коэффициент усиления каскада

Из полученных выражений можно сделать следующие выводы:

· так как внешние возмущения действуют одновременно на все элементы схемы, то вызванные их действием изменения выходного напряжения (синфазные сигналы) отсутствуют,

· коэффициент усиления дифференциального каскада в два раза больше, чем в каскаде на одиночном транзисторе.

Отметим, что реально, даже при использовании полупроводниковой технологии, не удается обеспечить идентичность всех элементов схемы. Поэтому синфазная составляющая входного напряжения изменяет выходное напряжение усилителя. Отношение коэффициентов усиления для несинфазного (дифференциального) и синфазного сигналов характеризует так называемый коэффициент подавления синфазной составляющей К _под.СФ = К_u / K_{u .СФ}.

Для реально используемых усилителей К _под.СФ = 60-100 дБ (или 10³-10⁵).

Эмиттерный повторитель

Эмиттерный повторитель – каскад усиления сигнала, охваченный 100 % последовательной ООС по току нагрузки. Наличие такой связи предполагает, что выходной сигнал и сигнал ООС снимаются с одного и того же резистора (R _Э = R _н). Такое решение меняет схему включения транзистора. Транзистор должен быть включен по схеме с общим коллектором (ОК) (рис. 5.7).

В отличие от усилителя, собранного по схеме с ОЭ, схема с ОК не инвертирует входной сигнал. Отсюда и название схемы – эмиттерный повторитель.

Рассмотрим основные характеристики каскада с ОК.

Коэффициент усиления по напряжению:

 

Коэффициент усиления по току:

Входное сопротивление:

Выходное сопротивление каскада фактически определяется параметрами транзистора:

Эмиттерный повторитель обычно используют для согласования усилителя с источником сигнала (R _вх велико) и нагрузкой (R _вых мало) при большом коэффициенте усиления по току K_i.

Многокаскадные усилители

Величина коэффициента передачи K_u одиночного каскада ограничена параметрами используемого транзистора (h _21Э, r _вх) и, обычно, не может превышать нескольких сотен. Поэтому для получения больших коэффициентов усиления используют каскадное включение нескольких усилителей, с помощью непосредственной (а), резисторной (б), ёмкостной (в) или трансформаторной (г) связи между предыдущим m и последующим (m + 1) каскадом усиления сигнала (рис. 5.8).

В усилителях переменного тока между каскадами должна передаваться только переменная составляющая сигнала, а в усилителях постоянного тока (УПТ) – как постоянная, так и переменная составляющие, что существенно усложняет построение УПТ.

Усилитель переменного тока предназначен для усиления сигнала в некотором диапазоне частот от f _н > 0 до f _в. Так как между отдельными каскадами необходимо передавать только переменную составляющую сигнала, то величину напряжения u _вх, снимаемую с предыдущего каскада усилителя, можно выбирать оптимальным образом без учета постоянной составляющей сигнала. В этом случае в цепях межкаскадной передачи сигнала используют конденсаторы, иногда, в качестве элемента связи используют трансформатор (см. рис. 5.8 г).

В многокаскадных усилителях постоянного тока (УПТ) используют каскады, выполненные по дифференциальной схеме (см. рис. 5.7 б). Особенно это важно для входных каскадов усилителей, так как их дрейф нуля воспринимается следующими усилителями как входной сигнал.

Многокаскадные УПТ выгодно отличаются от усилителей переменного тока отсутствием разделительных и эмиттерных конденсаторов большой емкости (напомним, их величина определяется нижней частотой полосы пропускания усилителя). Поэтому при изготовлении УПТ используется современная полупроводниковая технология.