Wzmacniacz napięciowy małych sygnałów RC druk
powrót


0. Wstęp
1. Schemat wzmacniacza tranzystorowego RC - jego podstawowe parametry
2. Funkcja poszczególnych elementów wzmacniacza - ich wpływ na pracę układu
3. Pasmo przenoszenia, częstotliwości graniczne wzmacniacza, wzmocnienie - sposób określania i pomiaru
4. Schemat zastępczy wzmacniacza tranzystorowego w układzie OE oparty na modelu hybryd PI
5. Schemat wzmacniacza dla składowej stałej i zmiennej napięcia wejściowego
6. Sposób obliczania częstotliwości dolnej wzmacniacza
7. Sposób pomiaru rezystancji wejściowej i wyjściowej wzmacniacza
8. Wzmacniacz RC z tranzystorem unipolarnym
9. Znajomość instrukcji do ćwiczenia

Literatura

1. Z. Nosal, J. Baronowski „Układy elektroniczne cz. I. Układy analogowe liniowe.”
2. W. Wawrzyński "Podstawy Elektroniki."



Wstęp
  Wzmacniacze napięciowe małych sygnałów odznaczają się tym, że pracujące w nich tranzystory mogą być uważane za elementy liniowe i odpisane za pomocą parametrów różniczkowych, dopuszczalne zaś moce napięcia i prądy tranzystorów nie są w pełni wykorzystane. We wzmacniaczach napięciowych małej częstotliwości tranzystory pracują z reguły w układzie wspólnego emitera /OE/, ponieważ ten układ odznacza się dużym wzmocnieniem napięciowym i prądowym oraz zbliżonymi do siebie wartościami rezystancji wejściowej i wyjściowej. Wzmacniacze w układzie wspólnego kolektora /OC/ i wspólnej bazy /OB/ stosowane są znacznie rzadziej, zazwyczaj jako stopnie dopasowujące. Schemat jednostopniowego wzmacniacza napięciowego małej częstotliwości przedstawiono na rysunku poniżej.

Rys. 1 Schemat jednostopniowego wzmacniacza napięciowego w układzie WE

  We wzmacniaczach napięciowych małej częstotliwości powszechnie stosuje się ujemne sprzężenie zwrotne, które między innymi zwiększa stałość ich parametrów, zwiększa szerokość przenoszonego pasma i zmniejsza wprowadzane zniekształcenia nieliniowe. Prostym sposobem realizacji sprzężenia zwrotnego w układzie wzmacniacza z rysunku 1 jest nie blokowanie lub tylko częściowe blokowanie rezystora Re kondensatorem Ce o dużej pojemności. Sprzężenie takie jest sprzężeniem prądowym szeregowym i powoduje zmniejszenie wzmocnienia napięciowego Ku oraz zwiększenie rezystancji wejściowej rwe i wyjściowej rwy wzmacniacza. W mniejszym stopniu – zależnym od wartości rezystorów R1 i R2 następuje również zmniejszenie dolnej częstotliwości granicznej fd i zwiększenie górnej częstotliwości granicznej fg wzmacniacza. Sygnał zmienny nie przedostaje się z wyjścia na wejście układu (brak sprzężenia).


Schemat wzmacniacza tranzystorowego RC w układzie OE (wspólny emiter) - jego podstawowe parametry i wpływ poszczególnych elementów na pracę układu
  Schemat jednostopniowego tranzystorowego wzmacniacza pasmowego w układzie wspólnego emitera przedstawiono na poniższym rysunku (Rys. 2)

Rys.2. Schemat badanego układu wzmacniacza

 
  • Rezystancja Rg reprezentuje oporność wewnętrzną źródła sygnału wejściowego.
  • R_L - rezystancja obciążenia układu.
  • Elementy R1 i R2 (dzielnik napięciowy) stanowią układ ustalający punkt pracy tranzystora.

·         Rc - rezystor kolektorowy (wpływający między innymi na wzmocnienie napięciowe i prądowe układu)

  • Pojemności C1 i C2 sprzęgają badany układ ze źródłem sygnału sterującego (poprzedni stopień) oraz obciążeniem, separując te układy stałoprądowo. W przypadku, gdyby sygnał wejściowy posiadał niezerową składową stała, wtedy zostanie ona odfiltrowana przez kondensator, który po naładowaniu nie będzie przewodził tejże składowej, więc punkt pracy tranzystora nie ulegnie przesunięciu.
  • Kondensator Ce zwiera składową zmienną prądu emitera (wpływa na przebieg charakterystyk częstotliwościowych w zakresie małych częstotliwości).
  • Re - rezystor emiterowy (wraz z dzielnikiem napięcia - układem R1 i R2 ustala punkt pracy tranzystora we wzmacniaczu).  Zmiany napięcia na rezystorze emiterowym Re powodują zmianę potencjału emitera i powstanie ujemnego sprzężenia zwrotnego dla prądu stałego.
Dodatkowo rezystor ten stabilizuje punkt pracy (napięcie Uce oraz prąd Ic) pod względem termicznym: Jeśli temperatura układu rośnie to prąd Ic rośnie, podobnie jak napięcie Ue, które jest od tego prądu zależne w sposób : Ue=Re*Ic. Ponieważ Ub=Ube+Ue oraz Ub=const, wiec jeśli Ue rośnie, Ube musi zmaleć. Maleją również prądy bazy oraz kolektora: Ic oraz Ib (fakt ten wynika z charakterystyki wejściowej), a Ic= Ib, więc automatycznie Ic również musi zmaleć.

2a. Schemat wzmacniacza w konfiguracji wspólnego kolektora OC :

Rys. 3 Schemat wzmacniacza w konfiguracji wspólnego kolektora OC

  Wzmacniacz z tranzystorem w konfiguracji wspólnego kolektora jest nazywany wtórnikiem emiterowym, gdyż wielkość napięcia wyjściowego jest prawie taka sama jak wielkość napięcia wejściowego. Wzmocnienie napięciowe w tym układzie jest bliskie jedności , a faza napięcia wyjściowego jest zgodna z fazą napięcia wejściowego. Zatem napięcie wyjściowe „wtóruje” napięciu wejściowemu. Punkt pracy tego wzmacniacza zależy od rezystancji R1, R2, Re. Ponieważ rezystancja wejściowa tranzystora Rwet (rezystancja wejściowa tranzystora między jego bazą a kolektorem) ma dużą wartość rezystancja Rb (wynikająca z równoległego połączenia rezystorów R1 i R2 polaryzujących bazę ) zmniejsza znacznie rezystancję wejściową układu. Celowe jest zatem stosowanie dużych wartości rezystancji R1 i R2, ale jest to ograniczone wymaganiami stałości punktukt pracy  (stałości Ic). (rezystory te muszą mieć rezystancje rzędu setek kiloomów, aby zbyt duży prąd bazy nie wprowadził momentalnie tranzystora w stan nasycenia, wtedy bowiem zostanie utracona liniowa charakterystyka obszaru pracy i utracimy własność wzmacniającą układu wzmacniacza). Rezystancja wyjściowa jest zwykle mała (kilkadziesiąt do kilkaset omów).
Cechy układu wzmacniacza opartego na układzie wsólnego kolektora (czyli duża rezystancja wejściowa Rwe i mała rezystancja wyjściowa Rwy) spowodowały, że wtórnik emiterowy służy do dopasowywania poziomów impedancji pomiędzy stopniami wzmacniaczy.

2b. Schemat wzmacniacza w konfiguracji wspólnej bazy WB :

Rys. 4 Schemat wzmacniacza w układzie wspólnej bazy.

Rys. 5 Schemat wzmacniacza w układzie wspólnej bazy przedstawiony zgodnie z konwencją układów poprzednich (układ analogiczny do układu z Rys. 4)

  Układ ten jest bardzo rzadko stosowany w zakresie małych częstotliwości jako samodzielny wzmacniacz. Najczęściej, podobnie jak układ WK, występuje w połączeniach z innymi konfiguracjami w układzie wielotranzystorowym. Układ ten może dostarczyć wzmocnienia napięciowego o wartościach porównywalnych ze wzmacniaczem w konfiguracji WE, jednak przy bardzo małej rezystancji wejściowej wzmacniacza rzędu - dziesiątek, setek omów. Wzmocnienie prądowe w tym układzie jest <1. Układ wzmacniacza w konfiguracji wspólnej bazy ma dobre właściwości częstotliwościowe (duża częstotliwość graniczna), co pozwala uzyskać wzmocnienie napięciowe w takich zakresach, gdy praca w innych konfiguracjach jest już niemożliwa (najszersze pasmo przenoszenia).

2c.Podstawowe parametry układu wzmacniacza w konfiguracji wspólnego emitera WE.
Podstawowymi parametrami roboczymi wzmacniacza są : wzmocnienie napięciowe , wzmocnienie prądowe , rezystancja wejściowa R_we oraz rezystancja wyjściowa R_wy. Aby wyznaczyć parametry wzmacniacza w zależności od elementów układu skorzystajmy z jego schematu zastępczego :

Rys. 6 Schemat zastępczy dla zakresu średnich częstotliwości układu wzmacniacza

 
Schemat ten jest schematem wzmacniacza dla średnich częstotliwości, uwzględniający jedynie składową zmienną, a więc transmisje sygnału przez wzmacniacz.

Zasada konstrukcji tego schematu polega na przestrzeganiu następujących reguł :
1.stosowany jest uproszczony model tranzystora opisany parametrami mieszanymi h
2. dla rozpatrywanych średnich częstotliwości reaktancje kondensatorów są na tyle małe, że miejsca ich występowania można uznać za zwarcie
3.obydwa bieguny baterii (masa i Ucc) są zwarciem dla składowej zmiennej , co wynika z tego, że rezystancja wewnętrzna idealnego źródła napięciowego jest zerowa.
, . Zatem wzmocnienie

Znak minus w powyższym wzorze oznacza, że faza napięcia wyjściowego jest odwrócona względem fazy napięcia wejściowego o 180o. Widać z powyższego, że zwiększenie wartości Rc i R_L zwiększa wzmocnienie napięciowe wzmacniacza.Wzmocnienie prądowe można obliczyć wyznaczając wartości prądów i1 oraz i2. Jak widać ze schematu zastępczego (przyjmując ) : , . Otrzymujemy więc:
.
Widać z powyższego, że wzmocnienie prądowe jest zmniejszone w stosunku do największej możliwej wartości wzmocnienia tranzystora na skutek wystąpienia podziału prądu w obwodzie wejściowym (czynnik oraz w obwodzie wyjściowym (czynnik ).Duże wartości wzmocnienia prądowego osiąga się przy dużych rezystancjach kolektorowych Rc i dużych rezystancjach polaryzujących bazę R1 i R2. Jednak ze względu na stałość punktów pracy zwiększanie tych rezystancji nie jest wskazane .Rezystancją wejściowa wzmacniacza określona jest zależnością :
,natomiast rezystancja wyjściowa (tj. rezystancja widziana przez obciążenie Rl wzmacniacza : W analizie parametrów pracy wzmacniacza milcząco przyjęty został uproszczony model hybryd (PI) tranzystora.

2d. Wzmocnienie sygnałów – charakterystyka wyjściowa
Wzmacnianie sygnałów wygodnie jest omawiać posługując się charakterystykami wyjściowymi tranzystora, na które nanosimy prostą pracy. Prosta pracy wynika z zadanej wartości rezystancji obciążenia Rc oraz napięcia zasilania UCC. Dla omawianego wzmacniacza prosta pracy dla prądu stałego dana jest równaniem

natomiast do prądu zmiennego:

rys. 7 Graficzna reprezentacja punktu pracy tranzystora

 
Proste pracy powinny leżeć w obszarze dopuszczalnych napięć i prądów tranzystora, tak jak to przedstawiono na rysunku poniżej. Prosta pracy dla prądu stałego oznaczona jest linią przerywaną, prosta pracy dla prądu zmiennego linią ciągłą. Jeżeli układ ma wzmacniać sygnał o dużej amplitudzie, to prąd kolektora w punkcie pracy Q powinien wynosić około 1/2 prądu maksymalnego w obwodzie wyjściowym, a w wyniku tego napięcie UCE w punkcie pracy będzie wynosiło około 1/2 napięcia zasilania UCC.


Pasmo przenoszenia, częstotliwości graniczne wzmacniacza, wzmocnienie-sposób określania i pomiaru stopnia wzmocnienia


  Definiuje się 3-decybelowe pasmo przenoszenia częstotliwości, w zakresie których amplituda wzmocnienia spada o 3 dB od wartości ustalonej KU0.Określa się też je jako częstotliwość "spadku połowy mocy" (P=U2/R,

rys.8 Charakterystyka częstotliwościowa wzmacniacza

 
czyli P~U2, czyli jeśli moc ma spaść o połowę, to Uwy ma spaść 1/ razy).


Pomiar pasma wzmacniacza : 

Schemat połączeń układu pomiarowego przedstawiono na rysunku. Należy wyznaczyć pasmo 3dB badanego układu wykorzystując wskaźnik poziomu napięcia wyjściowego SN6011.

rys.9 Schemat połączeń do pomiaru pasma

 
Poziom 0dB na wskaźniku powinien być ustawiony dla 1 kHz. Należy ustawić największą czułość wskaźnika SN6011, dzięki czemu wzmacniacz może być wysterowany możliwie najmniejszym sygnałem, co pozwoli na lepsze przybliżenie pracy małosygnałowej wzmacniacza. Pomiaru częstotliwości granicznych dokonuje się przestrajając generator sinusoidalny aż do uzyskania spadków 3dB w zakresie dużych i małych częstotliwości. Częstotliwość może być mierzona na dowolnym wyjściu generatora. Szerokość pasma wzmacniacza oblicza się z zależności
Jeżeli nie dysponujemy odpowiednią wkładką, należy posłużyć się oscyloskopem. Najpierw zwiększamy częstotliwość za pomocą wskaźnika aż do uzyskania na oscyloskopie amplitudy napięcia równej 1/ amplitudy początkowej. Będzie to nasza częstotliwość graniczna górna. Dolną znajdujemy analogicznie, zmniejszając częstotliwość aż do ponownego uzyskania na oscyloskopie 1/ amplitudy początkowej. Na uwagę zasługuje również fakt, że iloczyn wzmocnienia napięciowego ku i pasma jest w przybliżeniu stały.

Stopień wzmocnienia : 



Pomiar wzmocnienia :
Schemat połączeń układu pomiarowego przedstawiono na rysunku. Po wmontowaniu elementów wymiennych w układzie badanego wzmacniacza (Rc oraz C2) należy zmierzyć jego wzmocnienie skuteczne kus mierząc napięcia składowej zmiennej na wejściu WE1 i wyjściu układu WY.

Rys. 10 Schemat połączeń do pomiaru wzmocnienia

 
Do pomiaru napięć należy wykorzystać oscyloskop. Należy tak dobrać amplitudę napięcia sinusoidalnego z generatora SN2013, by amplituda sygnału wyjściowego była rzędu 200-300mV, co zapewnia spełnienie warunku pracy małosygnałowej wzmacniacza. Pomiarów należy dokonywać przy częstotliwości pośredniej pasma wzmacniacza, przykładowo 1kHz. Może być ona mierzona przy pomocy częstościomierza, a w przypadku jego braku musi być odczytana z oscyloskopu.

Częstotliwości graniczne wzmacniacza : 
Istnieją dwie częstotliwości graniczne wzmacniacza RC – częstotliwość górna i dolna. My zajmiemy się w tym podpunkcie opisaniem górnej częstotliwości, objaśnienia dotyczące dolnej częstotliwości granicznej wzmacniacza znajdują się w punkcie 6.

rys. 11 Schemat zastępczy wzmacniacza dla zakresu dużych częstotliwości

 
W podzakresie dużych często­tliwości w schemacie zastęp­czym muszą być uwzględnione wszystkie elementy reak­tancyjne powodujące zmniejszanie war­tości napięcia wyjściowego przy zwiększaniu częstotliwości. Bę­dą to pojemności Ce(zwiera składową zmienną prądu emitera (wpływa na przebieg charakterystyk częstotliwościowych w zakresie małych częstotliwości) i Cjc (złączowa kolektora) mode­lujące pro­cesy gromadzenia ładunku we wnętrzu tranzystora bipolarnego. Uprosz­czony schemat zastępczy układu dla dużych częstotliwości pokazano na rysunku powyżej. Po przekształceniu schematu (dopuszczalnym tylko dla pracy transmisyjnej wzmacnia­cza) oraz po pominięciu pojemności o niewielkiej wartości, pojawiającej się na wyjściu układu (jest to równoznaczne z usunięciem drugiego bieguna transmi­tancji układu), można schemat zastępczy sprowadzić do postaci pokazanej na rysunku poniżej, gdzie: Cb=Ce+CjcgmRL.

rys. 12 Uproszczony schemat zastępczy wzmac­niacza dla zakresu dużych częstotliwości

 
Z tego schematu wynika, że wartość górnej częstotliwości granicznej układu jest określona przez stałą czasową t pojemności Cb i wynosi:







Schemat zastępczy wzmacniacza tranzystorowego w układzie OE oparty na modelu hybryd PI

Schemat ideowy wzmacniacza jest symboliczną reprezentacją rzeczywistego układu – za pomoca umownych symboli przedstawia podzespoły elektroniczne, z których jest zbudowany układ, i połączenia między nimi. Rodzaj użytych modeli i stopień ich komplikacji dobiera się stosownie do tego, jakie parametry i z jaką dokładnością trzeba wyznaczyć. Zwykle rezystory i kondensatory możemy trak­tować jako ele­menty zbliżone do ideal­nych, co w rozpa­trywanym przypad­ku stosun­kowo małych częstotliwości sygnału wzmacnianego jest sensowne. Tak więc rezystor rze­czywisty modeluje się elementem idealnym charakteryzującym się tylko rezystancją R, a kondensator rzeczywisty modeluje się elementem idealnym charakteryzują­cym się tylko pojemnością C. Ewentualne odstępstwa od idealności (zależność podstawo­wego parametru od napięcia, temperatury, czasu) można uwzględnić na etapie kom­putero­wej symulacji układu.

Rys. 13 Schemat zastępczy wzmacniacza z dodanym modelem źródła sygnału sterującego o sem. Eg i rezystancji wewnętrznej Rw.

 
Najczęściej stoso­wanym przy projektowaniu modelem tranzys­tora bipolar­nego jest model mieszany. Gdy projektuje się wzmacniacz o sto­sunkowo małej war­tości górnej często­tliwości gra­nicznej i przecięt­nych wyma­ganiach wartości rezys­tancji wejścio­wej i wyjściowej, upraszcza się pełny model tak, że pozostaje tylko źródło sterowane gmUb'e, konduktancja gb'e oraz pojemności Cjc i Ce. (rysunek powyżej) Element oznaczony na schemacie symbolem RB jest rezystorem o rezystan­cji RB=RB1||RB2, natomiast elementy modelu tranzystora wyznacza się z następują­cych zależności: rb'e=1/gb'e=b 0 /geb'=25 b 0 /IE;  gm »geb'»IE/25, gdzie IE - składo­wa stała prądu emitera wyrażona w mA. Z przedstawionego schematu nie da się uzyskać prostych wzorów projektowych. Należy schemat jeszcze bardziej uprościć. W tym celu zakres interesujących nas częstotliwości sygnału wzmacnianego dzieli się na trzy podzakre­sy: małych, średnich i dużych częstotli­wości. Przyjmuje się, że dla sygnałów o średnich częstotliwościach żadne elementy reaktancyjne nie wpływają na wartość wzmocnienia napięciowego układu. Założenie to sprawia, że ze schematu zastępcze­go znikają wszystkie pojemności, przy czym pojemności C1, C2 i CE zastępuje się zwarciami, natomiast pojemności Ce i Cjc usuwa się ze schematu (rozwarcia). Przyjmijmy również, iż Re=0, tzn. nie występuje lokalne ujemne sprzężenie zwrotne. Wtedy schemat zastępczy układu przyjmie postać przedstawioną na rysunku poniżej, gdzie: RL=RC||RO; Rb=RB||rb'e, Rg=RG+RW.

Rys. 14 Schemat zastępczy wzmacnia­cza dla zakresu średnich częstotliwo­ści.

 







Schemat wzmacniacza dla składowej stałej i zmiennej napięcia wejściowego

rys. 15 Schemat wzmacniacza dla składowej stałej napięcia wejściowego

 

rys. 16 Schemat wzmacniacza dla składowej zmiennej napięcia wejściowego

 
Ogólny schemat wzmacniacza zarówno dla składowej stałej jak i zmiennej napięcia wejściowego jest ten sam. Powyższe schematy różnią się jedynie „drobnymi” szczegółami. Dla składowej zmiennej źródło U jest przypięte do masy, na schemacie pojawiają się również pojemności C1 i C2, zamiast rezystancji emitera RE mamy rezystancję  RB, czyli rezystancję równoległa połączenia R1 i R2. Kondensatory C1 i C2 separują układ od zewnętrznych napięć stałych oraz umożliwiają doprowadzenie sygnału do zacisku wejściowego tranzystora (kondensator C1) i odprowadzenie wzmocnionego sygnału do obciążenia (kondensator C2). W użytecznym zakresie częstotliwości pracy kondensatory sprzęgające C1 i C2 posiadają pomijalnie małe reaktancje i w schematach zmiennoprądowych należy je zewrzeć. Wtedy dla sygnałów zmiennych tranzystor obciążony jest wypadkową rezystancją RLt:







Sposób obliczania częstotliwości dolnej wzmacniacza

Spadek wzmocnienia przy małych częstotliwościach jest skutkiem wzrostu reaktancji kondensatorów C1, C2 i CE. Najczęściej wpływy tych kondensatorów na przebieg charakterystyk częstotliwościowych bada się oddzielnie, tj. wyznacza się dolne częstotliwości graniczne wzmacniacza f1, f2, f3 przy oddzielnym uwzględnieniu każdego każdego kondensatorów C1, C2 i CE (gdy analizuje się wpływ jednego z kondensatorów, to pozostałe są zwarte). Z pewnym przybliżeniem dolną częstotliwość wzmacniacza wyznacza się z zalezności
fd
Częstotliwości graniczne f1, f2 i f3 wyznacza się kolejno dla układów pokazanych na rysunku poniżej:

rys. 17 Modele wzmacniacza dla zakresu małych częstotliwości: a) C2 i CE zwarte; b) C1 i CE zwarte; c) C1 i C2 zwarte;

 
Układ a) jest modelem wzmacniacza przy zwartych pojemnościach C2 i CE. Stała czasowa  jest to iloczyn pojemności oraz rezystancji widzianej z zacisków pojemności. = C1(Rin + Rg),
gdzie Rin – rezystancja wejściowa wzmacniacza, Rg – wewnętrzna rezystancja źródła.
Pulsacja , ale 1= 2 f1, stąd po przekształceniach otrzymujemy wzór na częstotliwość f1
=

W układzie b) stała czasowa , z której wynika częstotliwość graniczna f2, jest równa iloczynowi pojemności C2 i dołączonej do niej sumarycznej rezystancji w oczku wyjściowym (podobnie jak  w układzie a). Zatem częstotliwość
 =
W układzie c) pulsacja


Ale

3= 2

f3, stąd
 =

Częstotliwość graniczna f3 zależy nie od stałej czasowej RECE, a zazwyczaj od znacznie mniejszego iloczynu CE i rezystancji wyjściowej tranzystora od strony emitera ( . Wynika stąd konieczność stosowania kondensatorów CE o dużych pojemnościach (setki mikrofaradów dla zakresu akustycznego). Zazwyczaj też częstotliwość f3 – jako najmniejsza – decyduje o dolnej częstotliwości granicznej całego wzmacniacza.
Dygresja :
Dla lepszego zrozumienia sposobu wyprowadzania stałej czasowej dla częstotliwości dolnej posłużmy sie znanym nam już schematem zastępczym wzmacniacze przedstawionego na rysunku poniżej :

Rys 17a Schemat zastępczy wzmacniacza dla niskich częstotliwości

 
Dla niskich częstotliwości możemy rozewrzeć pojemności Cjc, Ce ponieważ nie wpływają one na częstotliwość graniczną.
Rozwieramy źródło prądu.
Zwieramy źródło napięcia.
Otrzymujemy układ jak na poniższym rysunku :

Rys 17b Układ z którek wyprowadza sie stałą czasową

 
Otrzymujmy układ RC znany z zajęć fizyki i zgodnie z wzorem : =R*C, orzymujemy :
= C1*(Rg + Rw + ((Re||RE)+rbe)||RE
gdzie || oznacza równoległe połączenie rezystorów.

Sposób pomiaru rezystancji wejściowej i wyjściowej wzmacniacza

a) pomiar rezystancji wejściowej
Rezystancje wejściową wzmacniacza mierzy się metodą pośrednią, stosując na jego wejściu szeregowy rezystor RS. Następnie mierzymy napięcie wyjściowe przy wyłączonym oporniku RS (otrzymujemy Uwy1), a potem napięcie wyjściowe przy włączonym rezystorze RS(otrzymujemy Uwy2). Rezystancję wejściową wzmacniacza można obliczyć na podstawie zależności :
gdzie : .




b) pomiar rezystancji wyjściowej
Aby wyznaczyć rezystancję wyjściową Rwy można wyjście wzmacniacza potraktować jako źródło napięcia o określonej rezystancji wewnętrznej. Mierząc napięcie wyjściowe nieobciążonego wzmacniacza określa się wielkość siły elektromotorycznej tego źródła . Obciążając to źródło znaną rezystancją Ro doprowadza się do podziału tej siły na spadki napięcia na rezystancji wewnętrznej i dołożonej. Mierząc spadek napięcia na rezystancji obciążenia (wyjściu wzmacniacza) z proporcji można wyliczyć rezystancję wewnętrzną źródła (rezystancję wyjściową wzmacniacza).

Dokonuje się tego w sposób następujący. Mianowicie reguluje się potencjometrem Ro, aż zaobserwujemy spadek napięcia wyjścia do połowy wartości początkowej(jaką miało przed dołączeniem Ro).


Wzmacniacz RC z tranzystorem unipolarnym

Tranzystory unipolarne – głównie typu FET – są stosowane we wzmacniaczach małych częstotliwości znacznie rzadziej niż tranzystory bipolarne. Wykorzystuje się przede wszystkim takie właściwości tranzystorów unipolarnych jak: bardzo duża impedancja wejściowa (i znikomy prąd bramki)), mniejsza nieliniowość charakterystyki przejściowej oraz małe szumy przy dużych impedancjach źródła sygnału. Niekorzystne w stosunku do tranzystorów bipolarnych właściwości to: mniejsza transkonduktancja – i w związku z tym mniejsze wzmocnienie napięciowe – większy na ogół pobór prądu oraz niezbyt duże pole wzmocnienia tranzystorów FET.
Praktyczne zastosowanie w zakresie m.cz. znalazły dwie konfiguracje o dużej impedancji wejściowej: wspólnego źródła (WS) i wspólnego drenu (WD). Zasadnicze właściwości wzmacniaczy w tych konfiguracjach są podobne do właściwości układów WE i WK, również ogólna konstrukcja pojedynczego stopnia wzmacniacza jest zbliżona. Różnice są wynikiem innych metod realizacji obwodu polaryzacji bramki.
Ze względu na dużą impedancję wejściową układów unipolarnych nie określa się dla nich wzmocnień prądowych ani wzmocnień mocy (zwykłych i skutecznych), gdyż ki -> , kp -> . Impedancja wejściowa ma charakter pojemnościowy i jest określona przez obwód polaryzacji bramki i pojemność wejściową tranzystora. Typowe układy dyskretnych wzmacniaczy ze sprzężeniem pojemnościowym są pokazane na rysunku poniżej.

rys. 18 Przykłady wzmacniaczy RC z tranzystorem unipolarnym: a), b) w konfiguracji WS; c) w konfiguracji WD

 
Małosygnałowy model tranzystora polowego ma strukturę podobną do modelu hybryd- tranzystora bipolarnego, dlatego zasadniczo wszystkie zależności, wyprowadzone w poprzednich punktach, mogą być formalnie przeniesione na przypadek wzmacniaczy z tranzystorami FET.