Tranzystorowe wzmacniacze 

OE  OB  OC

na tranzystorach bipolarnych

Wzmacniacz jest to urz

ądzenie 

elektroniczne, którego zadaniem 

jest :

proporcjonalne zwi

ększenie 

amplitudy wszystkich 

sk

ładowych widma sygnału 

wej

ściowego, bez zmiany ich 

wzajemnych proporcji

.

Do podstawowych parametrów                  

wzmacniaczy nale

żą: 

- wzmocnienie: napi

ęciowe , prądowe i 

mocy

- dolna i górna cz

ęstotliwość graniczna

- rezystancja wej

ściowa i wyjściowa

- zniekszta

łcenia liniowe i nieliniowe

Wzmocnienie okre

ślane jest jako stosunek 

warto

ści skutecznej sygnału wyjściowego 

do warto

ści skutecznej sygnału 

wej

ściowego.

Wzmocnienie napi

ęciowe wyraża się wzorem:

Ku = Uwy/Uwe[V/V]       lub   Ku = 20log(Uwy/Uwe )[dB]                

Wzmocnienie pr

ądowe jest równe:

Ki = Iwy/Iwe[A/A]          lub  Ki = 20log(Iwy/Iwe )[dB] 

Wzmocnienie mocy:

Kp =Pwy/Pwe[W/W]       lub  Kp = 10log(Pwy/Pwe)[dB]

Wzmocnienie wzmacniacza jest zale

żne          

od cz

ęstotliwości sygnału wejściowego. 

Oznacza to, 

że jeśli :

na wej

ście wzmacniacza będzie podany 

sygna

ł o stałej amplitudzie , ale zmiennej 

cz

ęstotliwości, 

to na jego wyj

ściu wraz ze zmianą

cz

ęstotliwości, będzie zmieniała się

amplituda sygna

łu wyjściowego.

W

łaściwości wzmacniacza w zależności od 

cz

ęstotliwości sygnału wejściowego 

okre

ślają dwie zależne od siebie 

charakterystyki:

- Amplitudowa – ku=f(f)

- Fazowa         

φ= f(f) 

• Klasy pracy wzmacniaczy:

• Klasa A – k

ąt przepływu prądu mniejszy od 360o

•

(moc tracona w tranzystorze jest najwi

ększa w tej 

klasie)

• Klasa B – k

ąt przepływu prądu jest bliski 180o

• Klasa AB – k

ąt przepływu prąd zawiera się

• mi

ędzy 180o a 360o (180o<Θ<360o)

• Klasa C – k

ąt przeplywu prądu mniejszy od 180o

Warto

ść napięcia wyjściowego w zależności od wartości 

napi

ęcia wejściowego opisuje się za pomocą

charakterystyki  przej

ściowej wzmacniacza                          

( charakterystyki dynamicznej).

Zniekszta

łcenia nieliniowe 

s

ą to zniekształcenia wynikające z nieliniowości charakterystyki 

przenoszenia wzmacniacza.

Wspó

łczynnik zniekształceń nieliniowych wyznacza się ze wzoru:

gdzie : 

jest to stosunek warto

ści skutecznej wyższych harmonicznych do 

warto

ści skutecznej pełnego napięcia wyjściowego.

Czyli jest to stosunek warto

ści skutecznej wyższych harmonicznych do 

warto

ści skutecznej pełnego napięcia wyjściowego.

%

100

U

U

U

h

O

2
3

2
2

C





























2
2

2

1

O

U

U

U

Schemat zast

ępczy 

wzmacniacza

Rezystancja wej

ściowa jest to rezystancja 

„widziana” z zacisków wej

ściowych 

uk

ładu, przy rozwartym wyjściu.

Rezystancja wyj

ściowa Rwy – jest to 

rezystancja „widziana” z zacisków 
wyj

ściowych układu przy zwartym wejściu.







O

we

we

we

R

przy 

 

I

U

R

0

U

przy 

   

I

U

R

we

wy

wy

wy





Charakterystyk

i

tranzystora

bipolarnego

w uk

ładzie OE

Wzmacniacz klasy A

I

C

U

CE

I

B

0 uA

10 uA

20 uA

30 uA

40 uA

50 uA

60 uA

70 uA

80 uA

90 uA

Nasycenie

Odcięcie

Punkt pracy

I

C

U

CE

I

B

0 uA

10 uA

20 uA

30 uA

40 uA

50 uA

60 uA

70 uA

80 uA

90 uA

Nasycenie

Odcięcie

Punkt pracy

Wzmacniacz klasy B

           

           OB                               OE                                OC

                    

                                                    

C                                      E

    

E                              C        B                                          B

                                                                                        u

WY                                                          

u

WY

  u

WE

                                 u

WY     

u

WE                                                           

u

WE

 

                         B                                          E                                      C

Podstawowe konfiguracje pracy

tranzystora bipolarnego

jako wzmacniacza

Parametry wzmacniacza w 

uk

ładzie OE

Podstawowa funkcja wzmacniacza – zwi

ększenie mocy 

sygna

łów może być realizowana przez zastosowanie w 

uk

ładzie wzmacniacza elementów czynnych. 

Obecnie stosuje si

ę głównie tranzystory bipolarne  w trzech 

podstawowych konfiguracjach: OE, OB., OC. 

We wzmacniaczach ma

łej częstotliwości najczęściej 

stosowana jest konfiguracja OE. 

Schemat takiego wzmacniacza przedstawia poni

ższy 

rysunek:

Parametry wzmacniacza zbudowanego na tranzystorze oblicza si

ę na 

podstawie schematu zast

ępczego dla sygnałów zmiennych ( małych, 

średnich lub wielkich częstotliwości) 

Poni

ższy rysunek przedstawia schemat zastępczy dla średnich 

cz

ęstotliwości.

W schemacie tym kondensatory traktuje się jako zwarcie, ponieważ:

E

CE

O

C2

we

R

 

X

  

oraz

    

R

 

X

     

R

  







C

X

Rezystancja wej

ściowa dla tego układu „widziana” z zacisków 

wej

ściowych jest to równoległe połączenie R

B

i  R

T

.

T

B

we

R

 

R

R



gdzie : R

T

= r

bb’

+r

b

’

e

= h

11e

2

1

B

R

 

R

R 

Rezystancja wyj

ściowa  „widziana“ z zacisków wyjściowych:

O

e

22

wy

R

 

h

1

R



Wzmocnienie pr

ądowe:

T

B

B

O

C

C

we

wy

i

R

R

R

R

R

R

I

I

k















Wzmocnienie napi

ęciowe:

T

O

C

O

C

u

R

1

R

R

R

R

k













e

11

T

h

R 

Pasmo 

przenoszenia  wzmacniacza      

o pa

śmie przenoszenia 

wzmacniacza decyduj

ą

cz

ęstotliwości górna i dolna 

cz

ęstotliwość graniczna.

Na warto

ść częstotliwości górnej mają wpływ pojemności 

paso

żytnicze wzmacniacza (pojemności tranzystora oraz 

pojemno

ść montażowa).

Pojemno

ści te tworzą z rezystancją źródła sygnału filtry 

górno-zaporowe ograniczaj

ące częstotliwość od góry.

Pojemno

ść baza-kolektor ( C

T

) jest elementem ujemnego 

sprz

ężenia zwrotnego (napięciowego równoległego) i 

jest powodem wyst

ąpienia tzw. efektu Millera.

Polega on  na tym, 

że pojemność C

BC

nie maj

ąca 

po

łączenia z masą przekazywana jest na wejście układu 

zwielokrotniona wzmocnieniem wzmacniacza 

( Ku –krotnie). 

Schemat zast

ępczy układu OE dla 

cz

ęstotliwości górnych

o cz

ęstotliwości górnej fg będzie decydować Cwe, a  ściślej 

filtr górnozaporowy stworzony przez rezystancj

ę źródła sygnału i Cwe. 

BC

u

BE

m

we

C

K

C

C

C









we

g

g

C

R

2

1

f









Schemat zast

ępczy układu OE dla 

cz

ęstotliwości dolnych

o częstotliwości dolnej wzmacniacza  decydują pojemności 
kondensatorów znajdujących się w układzie. 
Ka

żdy z tych kondensatorów tworzy z rezystorami filtry

Pierwszy filtr stanowi obwód wej

ściowy to C

S1

,R

g

,R

B

i R

T 

Drugi filtr to obwód emitera tzn. kondensator C

E

i rezystancje R

g

, R

B

, R

T

, R

O

i R

E

,  

Trzeci filtr stanowi obwód wyj

ściowy tzn. C

S2

i 

rezystory R

C

R

O 

cz

ęstotliwość graniczna każdego z tych filtrów to: 

Gdzie 

τ = stała czasowa poszczególnych filtrów









2

1

f

d

O cz

ęstotliwości dolnej wzmacniacza decyduje największa z trzech częstotliwości 

U

CC

=U

Rc

+ U

CE

U

CC

=I

C

· R

C

+ U

CE

Zmiana punktu pracy spowodowana zmian

ą R

C

lub U

CC

Punkt pracy wzmacniacza

Wzmacniacz w uk

ładzie OC

W  uk

ładzie tym rezystancja kolektora jest zwykle równa 

zero, a sygna

ł wyjściowy pobierany jest z emitera. 

Napi

ęcie wyjściowe , będące spadkiem napięcia  

rezystorze R

E

jest w ca

łości przekazywane do obwodu 

wej

ściowego ( rezystor R

E

jest elementem wspólnym 

obwodu wej

ściowego i wyjściowego).

Rezystor R

E

wprowadza do obwodu wej

ściowego spadek 

napi

ęcia skierowany przeciwnie do napięcia sterującego.

Spadek napi

ęcia na R

E

jest wytworzony przez pr

ąd 

wyj

ściowy, czyli prąd emitera. Prąd ten jest h

21e

razy 

wi

ększy od prądu bazy. Zatem prąd wejściowy płynący 

pod wp

ływem wypadkowe napięcia w obwodzie 

wej

ściowym ( Ug – U

RE

) jest zmniejszony tak , jak gdyby 

w obwodzie wyst

ępował rezystor h

21e

R

E

.

Schemat zast

ępczy układu OC

Rezystancja wyj

ściowa określana jest wzorem:

Wzmocnienie napi

ęciowe w tym układzie jest bliskie jedności 

( zawsze nieco mniejsze) :

Wzmocnienie pr

ądowe wynosi 

Napi

ęcie wyjściowe jest w fazie z napięciem wejściowym, a wzmocnienie 

napi

ęciowe bliskie jedności.  

Dlatego uk

ład OC określa się mianem wtórnika napięcia.

W uk

ładzie tym także nie występuje efekt Millera , wobec czego częstotliwość

graniczna jest wi

ększa niż w układzie OE.

e

21

g

e

11

wy

h

1

R

h

R







1

R

h

h

R

h

k

E

e

21

e

11

E

e

21

u











e

21

i

h

1

k





Uk

ład podstawowy badanego wzmacniacza OE

Charakterystyka amplitudowa dla podstawowego uk

ładu OE

0

5

10

15

20

25

30

35

40

10

100

1000

10000

100000

F[Hz]

K

u

[d

B

]

Fd

Fg

Wp

ływ Rc na charakterystykę wzmacniacza OE

0

5

10

15

20

25

30

35

40

10

1000

100000

F[Hz]

K

u

[d

B

]

Rc<Rco

RC>Rco

Rc=Rco

Wp

ływ Ce na charakterystykę wzmacniacza OE

0

5

10

15

20

25

30

35

40

10

1000

100000

F[Hz]

K

u

[d

B

]

Ce=Ceo

Ce<Ceo

Wp

ływ Cs

1

i Cs

2

na charakterystyk

ę wzmacniacza OE

0

5

10

15

20

25

30

35

40

10

100

1000

10000

100000

F[Hz}

K

u

[d

B

]

Cs

1

,Cs

2

=Cs

1

o,Cs

2

o

Cs

1

,Cs

2

< Cs

1

o,Cs

2

o

Podstawowy uk

ład OC

Charakterystyka amplitudowa dla uk

ładu OC

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

10

100

1000

10000

100000

F[Hz]

K

u

[d

B

]

Fd

Fg

Podstawowy układ pracy OB

R

E 

>> R

IT

>> R

g

R

L

>> R

E

R

I

= R

IT

≈

C

T

E

T

I

U

I

U



k

i

= α ≤ 1

T

c

c

u

U

I

R

k





0

o

największa

najmniejsza

duże

małe α ≤ 1

największe

Przesunięcie fazy

Rezystancja 

wyjściowa R

O

Rezystancja 

wejściowe R

I

Wzmocnienie mocy 

k

p

Wzmocnienie 

prądowe k

i

Wzmocnienie 

napięciowe k

u

Praktyczny uk

ład OB

Podsumowanie

Ma

ła poniżej 

500

Du

ża 

kilkadziesi

ąt 

k

Średnia 
kilka k

rezystancja 

wyj

ściowa   

Rwyj

du

ża 

Ma

ła poniżej 

500

Średnia 
kilka k

rezystancja 

wej

ściowa   

Rwej

Du

że

ok.100 

Ma

łe  1 

Du

że

ok.100 

wzmocnienie 

pr

ądowe      

Ki

Ma

łe  1 

Du

że

ok. 60 

Du

że 

ok. 60 

wzmocnienie 

napi

ęciowe    

Ku

OC

OB

OE