Транзисторный вариант

Л. — От тебя положительно ничего нельзя скрыть. Действительно, каждой из этих трех схем соответствует свой способ включения транзистора. Для большей ясности я начертил каждую из них в двух вариантах (рис. 70—75) В первом случае (рис. 70—72) транзистор изображен в зиде прямоугольника, каким мы обозначали его сначала; на таком рисунке лучше виден путь тока между тремя областями транзистора, и иногда я сожалею, что такое обозначение транзистора не было принято повсеместно. Во втором случае (рис. 73—75) эти же схемы нарисованы с обычным условным обозначением транзистора, но здесь в ущерб красоте рисунка я постарался более четко показать цепь тока коллектора. А для большей наглядности я выделил жирными линиями и анодные цепи ламп на рис 67—69.

Н. — И правда, твои рисунки не похожи на то, что я привык до сих I пор видеть. Они, по крайней мере, кажутся мне очень простыми Я вижу три возможности включения транзисторов:

1) заземлив эмиттер (рис. 70 и 73), 2) заземлив базу (рис. 71 и 74) и 3) заземлив коллектор (рис. 72 и 75).

Л. — Правильно, но наличие заземления необязательно, и правильнее эти три схемы называть так: 1) схема с общим эмиттером (ОЭ), 2) схема с общей базой (ОБ) и 3) схема с общим коллектором (ОК).

Н. — Понимаю: суть заключается в том, что в каждой из них одна из трех зон транзистора является общей для входной и выходной цепей... И я оказался в положении Журдена, этого мещанина во дворянстве, который не знал, что говорил прозой, так как, разбирая вместе с тобой схему с общим эмиттером, я не предполагал, что она так называется.

Л. — Мы долго занимались этой схемой, потому что она применяется значительно чаще других.

Н. — Так же, как схема с общим катодом для ламп.

Л. — Разумеется. Ты знаешь, что при правильном использовании эта схема может дать прекрасное усиление как по току, так и по напряжению, а следовательно, и по мощности. Я хочу напомнить тебе, что выходное напряжение в схеме с ОЭ имеет фазу, противоположную входному напряжению, что входное сопротивление составляет несколько сотен ом, а выходное — несколько десятков килоом.

Усилитель ли это?

Н. — Все это крепко запечатлелось в моей памяти. Можно ли мне пуститься в путешествие в неизведанные дали и попытаться проанализировать схему с ОБ?

Входное напряжение здесь также прикладывается между эмиттером и базой, но на этот раз роль входного электрода выполняет эмиттер, а база остается пассивной. Если входной сигнал вызывает увеличение положительного потенциала эмиттера относительно базы, то ток базы увеличивается, возрастает и ток коллектора; в результате падение напряжения на сопротивлении нагрузки также увеличивается, а выходной потенциал становится более положительным. Напряжение на выходе в этом случае, несомненно, находится в фазе с напряжением на входе.

Л. — Твои рассуждения совершенно правильны, но неполны, так как ты не рассмотрел, каким в этом случае будет усиление по току.

Н. — Здесь кое-что меня смущает. Во входной цепи мы имеем ток эмиттера , а в выходной — только ток коллектора, который несколько меньше, так как ток эмиттера (это отчетливо видно на рисунке) делится на два тока: ток базы и ток коллектора . А что верно для токов, то верно и для их небольших изменений. Следовательно, усиление по току, т. е. отношение малых изменений выходного тока к малым изменениям входного тока , меньше единицы, так как ток больше тока . Это скорее ослабление, а не усиление. .

Л. — Да, и его обозначают буквой , а в схеме с ОЭ усиление по току обозначается буквой .

Н. — По-моему, нелогично давать первую букву греческого алфавита схеме, которая реже применяется.

Л. — Это имеет свои исторические причины, мой друг. На заре транзисторов были известны только точечные типы и только схема с общей базой позволяла стабильно применять эти приборы. Хронологически это первая схема, и поэтому фирмы-изготовители часто дают характеристики для такого, хотя и устаревшего, метода включения транзисторов.

Н. — Значит, отвлекаясь от уважения к древним вещам, схема с ОБ не представляет никакого интереса, так как она, вместо того чтобы усиливать сигнал, ослабляет его.

Схема имеет не только исторические заслуги

Л. — Вот опасности выводов столь же поспешных, как и окончательных, так характерных для молодого поколения... Схема с ОБ во многих случаях представляет интерес. Она облегчает построение наиболее высокочастотных усилителей, причем обеспечивает неплохое усиление.

Н. — Ты что смеешься надо мной, называя усилением коэффициент меньше единицы?..

Л. — Успокойся, мой друг. Ведь это было сказано применительно к усилению по току. Но. обычно нас интересует усиление по напряжению и особенно усиленйе по мощности. А в этом отношении положение более чем удовлетворительное. Чтобы ты мог убедиться в этом сам, я должен тебе сказать, что входное сопротивление схемы с ОБ очень мало и на практике составляет несколько десятков ом.

Н. — Ничего удивительного для меня в этом нет, потому что оно определяется отношением малых изменений напряжения на входе к вызываемым им изменениям тока. В отличие от схемы с ОЭ здесь мы имеем дело с током эмиттера, а он изменяется очень сильно, следовательно, отношение имеет очень малую величину.

Л. — Ты хорошо рассудил, Незнайкин. Но в противовес входному сопротивлению выходное сопротивление для схемы с ОБ может иметь очень большую величину — порядка мегома.

Н. — Какое же я ничтожество! Я только сейчас понял, что изменения выходного тока хотя и примерно равны изменениям входного тока, но на большом выходном сопротивлении создают напряжения, во много раз превышающие напряжение сигнала, приложенного к низкоомному входному сопротивлению. Действительно, мы должны иметь хорошее усиление по напряжению.

Л. — Да, это усиление может достигать нескольких тысяч раз, а поэтому мы можем также получить хорошее усиление мощности. К несчастью, этим нельзя должным образом воспользоваться.

Н. — Ты, Любознайкин, подвергаешь меня настоящему шотландскому душу — бросаешь из жара в холод. Едва только схема с ОБ была реабилитирована в моем мнении, как ты начинаешь ее дискредитировать. Почему?

Л. — Потому что после нашего каскада с ОБ могут следовать другие, у которых входное сопротивление намного меньше, чем выходное сопротивление у схемы с ОБ, что приведет к потере выигрыша в усилении, полученного благодаря этому высокому выходному сопротивлению.