Схемотехника · урок 11 из 18

Эмиттерный повторитель и усилитель

Два главных каскада на одном транзисторе: повторитель даёт ток, усилитель с общим эмиттером — напряжение.

Эмиттерный повторитель

Эмиттерный повторитель (рис. 2.6)

Усилитель с общим эмиттером (рис. 2.31, 2.39): K = −R_к/R_э

Эмиттер «следует» за базой, отставая на 0,6 В: подали 5 В — на эмиттере 4,4 В. Усиления по напряжению нет (K ≈ 1), зато ток с выхода можно брать в β раз больше, чем отдаёт источник сигнала. Повторитель — это буфер: слабый источник (делитель, датчик) больше не «проседает» под нагрузкой. Входное сопротивление ≈ β · R_э, выходное — маленькое.

Делитель → повторитель → нагрузка: так из стабилитрона и транзистора получается стабилизатор (рис. 2.12 книги).

Усилитель с общим эмиттером

Ток эмиттера ≈ U_э/R_э, и почти такой же ток течёт через R_к. Изменили напряжение на базе на ΔU — ток изменился на ΔU/R_э, а напряжение на коллекторе — на −ΔU · R_к/R_э. Усиление задают два резистора, а не капризное β — центральная идея всей книги.

Делитель R1–R2 задаёт рабочую точку: коллектор в покое — около половины питания, чтобы сигнал мог качаться вверх и вниз.
Конденсатор на входе пропускает звук и не пускает постоянное напряжение источника.
Минус в формуле — выход в противофазе со входом.

Повторитель и усилитель

Составной транзистор и двухтактный выход

Два транзистора «один за другим» (схема Дарлингтона) дают β ≈ β₁·β₂ — тысячи. Пара n-p-n и p-n-p повторителей «в тяни-толкай» — двухтактный каскад, выход любого усилителя мощности звука.

Опыт на макетной плате

Нужно: BC547, резисторы 10 кОм, 1 кОм, 47 кОм, 10 кОм, конденсатор 1 мкФ, 9 В, наушник или маленький динамик через 100 мкФ.

Соберите усилитель по второй схеме: R1 = 47 кОм, R2 = 10 кОм, R_к = 10 кОм, R_э = 1 кОм. На коллекторе в покое должно быть 4–6 В.
Подайте на вход звук с телефона на малой громкости и слушайте выход через конденсатор в наушнике — громче примерно в 10 раз.

Проверьте себя

1. На базе повторителя 3 В. На эмиттере?

2. R_к = 4,7 кОм, R_э = 470 Ом. Усиление каскада с ОЭ?

3. Зачем нужен повторитель, если он не усиливает напряжение?

4. Почему коллектор в покое ставят на половину питания?

По книге: П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники» (М.: БИНОМ, 2014), гл. 2, с. 73–99. Текст урока — пересказ, схемы перерисованы.