Большая Советская Энциклопедия (УС)

Усили'тель электри'ческих колеба'ний, устройство, предназначенное для усиления электрических (электромагнитных) колебаний в системах многоканальной связи, радиоприёмной, радиопередающей, измерительной и др. аппаратуре. Такое усиление представляет собой процесс управления источником энергии (источником питания У. э. к.) в результате воздействия на него усиливаемых колебаний через усилительный элемент – чаще всего транзистор , электронную лампу , туннельный диод , параметрический диод, вариконд или индуктивности катушку с сердечником из ферромагнитного материала и др. При этом существенно, что управляемая мощность P (источника питания) заметно превышает управляющую P₁ (источника усиливаемых колебаний), называется входной мощностью (рис. 1 ). Часть P , отдаваемая во внешнюю цепь (в нагрузку), именуется выходной мощностью P₂ В отличие от пассивной цепи, т. е. цепи, не содержащей источника энергии, например трансформатора электрического , коэффициент усиления мощности (коэффициент передачи) У. э. к. Kp = P₂/ P₁> 1. Наряду с усилением мощности У. э. к. способен усиливать напряжение и ток источника колебаний, что оценивается коэффициентом усиления напряжения K_u = U₂ /U₁ и коэффициентом усиления тока K_i = I₂ /I₁ (U₁, I₁ и U₂,I₂ – напряжение и ток соответственно на входе и выходе У. э. к.).

  В одних приборах (например, лабораторных генераторах электрических колебаний) У. э. к. используется для усиления гармонических колебаний , в других (например, радиоприёмниках ) – для усиления сигнала сложной формы, представляющего собой сумму множества гармонических колебаний с разными частотами и амплитудами. В оощем случае У. э. к. служит для повышения уровня сигналов различного вида, которое оценивается прежде всего величиной K_p. Простейший У. э. к. выполняют на 1 усилительном элементе. При необходимости получения K_p, большего, чем такой У. э. к. может обеспечить, применяют более сложный У. э. к., содержащий несколько каскадов усиления .

  Классификация У. э. к. В зависимости от вида применяемых усилительных элементов различают транзисторные и ламповые У. э. к., диодные регенеративные усилители, параметрические усилители , диэлектрические усилители , магнитные усилители , усилители на клистронах и лампах бегущей волны , квантовые усилители (см. также Мазер ).

  В транзисторных У. э. к., собранных на биполярных транзисторах или полевых транзисторах , в зависимости от того, какой из выводов усилительного элемента является общим для входа и выхода усилительного каскада, различают каскады с общим эмиттером или истоком (рис. 2, а и б ), с общей базой или затвором (рис. 2, б и г ) и с общим коллектором или стоком. В У. э. к. на биполярных транзисторах из-за наличия входного тока на управление транзистором приходится затрачивать определённую мощность. Этот недостаток в меньшей мере присущ каскадам с общим эмиттером (обладающим сравнительно большим входным сопротивлением – до нескольких ком ), в большей – каскадам с общей базой (десятки ом ). Кроме того, первые обеспечивают K_p, на порядок больший, чем вторые (несколько тыс.), что является их основным преимуществом. Каскады с общей базой, однако, более устойчивы в работе, менее критичны к изменениям температуры или смене транзистора, вносят весьма небольшие нелинейные искажения; они используются преимущественно в оконечных ступенях мощных У. э. к. Полевой транзистор по своим основным параметрам (крутизне характеристик, входному сопротивлению, напряжению отсечки и др.) – весьма близкий аналог электронной лампы, используемой в ламповых У э. к. (по способу использования электродов ей аналогичны как полевой, так и биполярный транзисторы: катоду соответствуют исток и эмиттер, сетке – затвор и база, аноду – сток и коллектор). Это позволяет применять результаты исследований ламповых каскадов с общим катодом, сеткой или анодом к соответствующим каскадам на полевых транзисторах.