Підсилювач являє собою чотириполюсник, у якого два висновки є входом і два висновки є виходом. Структурна схема включення підсилювача приведена на малюнку 1.
Малюнок 1 Структурна схема включення підсилювача
Основний підсилювальний елемент - транзистор має всього три висновки, тому один з висновків транзистора доводиться використовувати одночасно для підключення джерела сигналу (як вхідний висновок) і підключення навантаження (як вихідний висновок). Схема із загальною базою - це підсилювач, де база транзистора використовується як для підключення вхідного сигналу, так і для підключення навантаження. Функціональна схема підсилювача з транзистором, включеним по схемі з ПРО приведена на малюнку 2.
Малюнок 2 Функціональна схема включення транзистора із загальною базою
На даній схемі пунктиром показані кордону підсилювача, зображеного на малюнку 1. На ній не показані ланцюга харчування транзистора. Для харчування транзистора в схемі із загальною базою може підійти будь-яка з розглянутих нами схем: схема з фіксованим струмом бази. схема з фіксованою напругою на базі. схема з колекторної стабілізацією або схема з емітерний стабілізацією. Розрахунок резисторів, що входять в ці схеми не залежить від схеми включення транзистора і для схеми із загальною базою проводиться точно так само як і для схеми із загальним емітером. На малюнку 3 показана принципова схема каскаду на біполярному npn-транзисторі, виконаного за схемою з ПРО.
Малюнок 3 Принципова схема включення транзистора із загальною базою
У усилительном каскаді, зображеному на малюнку 3, використовується схема емітерний стабілізації струму колектора, що володіє найкращими характеристиками по стабільності режиму транзистора. У ряді випадків досить колекторної стабілізації. Схема каскаду підсилення з колекторної стабілізацією і схемою включення транзистора із загальною базою наведена на малюнку 4.
Малюнок 4 Принципова схема включення транзистора з ПРО (колекторна стабілізація режиму)
Відмінною особливістю схеми із загальною базою є мале вхідний опір. Вхідним опором цього підсилювального каскаду є емітерний опір транзистора. Його можна визначити за такою формулою:
При струмі емітера 5 мА вхідний опір каскаду із загальною базою складе 5 Ом. Це накладає певні обмеження на застосування даної схеми. Опір джерела сигналу має бути малим. Це може бути корисним для реалізації високочастотних підсилювачів. Часто доводиться використовувати на вході схеми з ПРО трансформатор опору. Це може бути як звичайний широкосмуговий трансформатор, так і фільтр з різними вхідним та вихідним опором.
По струму схема підсилювального каскаду із загальною базою посиленням не володіє. Більш того, коефіцієнт передачі цієї схеми менше одиниці! Коефіцієнт посилення по струму схеми включення транзистора із загальною базою можна визначити за такою формулою:
Коефіцієнт посилення по напрузі підсилювального каскаду, зібраного за схемою із загальною базою збігається з коефіцієнтом посилення по напрузі схеми із загальним емітером. Його можна визначити за такою формулою:
З огляду на, що коефіцієнт посилення по току h21Б схеми із загальною базою близький до одиниці, то коефіцієнт посилення по напрузі буде дорівнює відношенню опору навантаження Rн до вхідному опору цього транзисторного каскаду rе. Звідси випливає висновок: якщо ви навантажите підсилювальний каскад з ПРО, на точно такий же каскад посилення, то коефіцієнт посилення першого каскаду буде дорівнює одиниці (він не буде посилювати, так як Rн = rе).
З огляду на, що струм колектора в схемі із загальною базою протікає по опору R1, включеному паралельно джерелу сигналу, виходить, що даний підсилювальний каскад охоплений 100% паралельної негативним зворотним зв'язком по струму. Це призводить до розширення смуги пропускання підсилювача. Мале вхідний опір підсилювального каскаду не дозволяє шунтировать вхідний сигнал паразитними ємностями друкованої плати та інших електронних компонентів схеми. Крім того, мала прохідна ємність Cке. утворена послідовним включенням емітерного і колекторного переходів, зменшує значення вхідний паразитної ємності схеми із загальною базою. Всі ці фактори призводять до виключної широкополосности амплітудно-частотної характеристики даного каскаду.
Схема включення транзистора із загальною базою використовується зазвичай в високочастотних підсилювачах. Для приведення вхідного і вихідного опору транзистора до стандартного хвильовому опору ліній передачі 50 Ом зазвичай використовуються фільтри нижніх або верхніх частот. При індуктивному опорі бази і колектора транзистора в робочому діапазоні частот підсилювача, ці реактивності можуть бути включені до складу індуктивності фільтра, як це показано на малюнку 5
Малюнок 5 Принципова схема підсилювального каскаду з транзистором із загальною базою (колекторна стабілізація)
У схемі підсилювача, зображеної на малюнку 5, індуктивність L1 служить для забезпечення шляху протікання емітерного струму, а індуктивність L2 служить для забезпечення шляху протікання колекторного струму, тому додаткових опорів, таких як R1 і R2 у схемі на малюнку 3 не потрібно. Резистори R1 і R2 утворюють схему колекторної стабілізації режиму роботи. Ще один варіант високочастотного підсилювача, виконаного за схемою із загальною базою, наведено на малюнку 6.
Малюнок 6 Принципова схема підсилювального каскаду з транзистором із загальною базою (емітерна стабілізація)
В даний час в СВЧ підсилювачах в основному використовуються SiGe, GaAs, GaN МОП-транзистори, однак їх схеми включення практично збігаються зі схемами включення біполярних транзисторів. Схемою включення транзистора із загальною базою відповідає схема підсилювального каскаду з загальним затвором. У цих схемах для стабілізації режиму роботи транзистора застосовується схема Істоковий стабілізації (аналог емітерний стабілізації). Схема підсилювального каскаду з загальним затвором приведена на малюнку 7.
Малюнок 7 Принципова схема підсилювального каскаду з транзистором із загальним затвором (Істоковий стабілізація)
За подібних схем ряд зарубіжних фірм випускає готові СВЧ підсилювачі. Межі підсилювача показані на малюнках 6 і 7 пунктирною лінією. Як приклад на малюнку 8 показана схема високочастотного інтегрального підсилювача радіочастоти.
Малюнок 8 Принципова схема високочастотного інтегрального підсилювача радіочастоти
Подібні підсилювачі широко застосовуються для збільшення рівня сигналу GPS, GSM, WiFi та ін. Систем зв'язку і бездротового інтернету. Як приклад подібних підсилювачів можна назвати підсилювачі радіочастоти фірми MAXIM, VISHAY або RF Micro Devices.
Разом зі статтею "Схема із загальною базою (каскад із загальною базою)" читають: