Простейшие усилитель и инвертор (деление напряжения)

Простейший усилитель (типа операционного, с подключением только одной ветки) можно сделать из одного транзистора. Транзистор тем и занимается, что берёт очень малый ток берез базу и преобразует его в весть ток, который можно добыть из батарейки.
Деление напряжения это, наверное, метод, позволяющий получать от схемы необходимую информацию. Информация эта получается в виде напряжения на выходе схемы. Тут:

… место, откуда я буду брать интересующее напряжение, помечено меткой «out». Все 5 вольт батарейки разделяться на две, последовательно (по этой ветке) прицепленные компоненты. Это транзистор и резистор R1. Количество напряжения будут пропорционально сопротивлению компоненты. Если транзистор открыт, то сопротивление его мало, падения напряжения на нем почти нет. Все напряжение достанется резистору R1 и той схеме, которая параллельно к нему может быть подключена к выходу «out». Какое-то сопротивление есть даже у открытого транзистора. Потому чтобы больше напряжения досталось резистору (из-за пропорциональности распределения), сопротивление R1 довольно большое (10 кОм). Когда транзистор закрывается, он с трудом пропускает ток, т.е его сопротивление растёт. Но поскольку делить им с резистором всё те же 5 вольт, резистору (и выходу out) остаётся меньше напряжения.
Незначительно поменяв схему можно получить не усилитель а инвертор, т.е аналог микросхемы которая, наоборот, снижает выходное напряжение при подаче напряжения на свой вход.
Единственно, что чтобы это всё работало надо точно выяснить диапазон токов, который управляет конкретным транзистором. Тогда получится волна, повторяющая форму, например переданного переменного напряжения.
Здесь в меня заготовка инвертора:

Тут:
https://akostina76.ucoz.ru/blog/2019-07-14-5936

… было посчитано, что сопротивление открытого транзистора порядка 500 Ом. Оттуда взялись довольно условное 500 Ом сопротивления резистора R1, который на этот раз стоит перед транзистором. В инверторе я хочу чтобы много напряжения на выходе out было при закрытом транзисторе (когда на него не подан открывающий ток). Так у меня и будет. Большое сопротивление закрытого транзистора оттянет на себя почти всё напряжение батарейки. Если прицепить что-то к точке out туда попадёт столько же (т.е много).
Я хочу не перестараться с током сверху. Потому в этой схеме выясняю какого тока I_var достаточно чтобы полностью открыть транзистор. Результат:

Весь перепад напряжения в данном случае происходит в диапазоне токов от 0 ло 0.05 мА.
Изменяемый источник тока на входе это, всё-таки, экзотика. В обычной жизни есть батарейки, ток которых можно снизить прицепленным к ним сопротивлением.
Меняю схему:

В данном случае база у меня питается током той же батарейки. И изучаю я изменения в зависимости от резистора на базе (R2). Пусть ток должен быть от 0.01 до 0.05 мА. Тогда сопротивление 0вроде бы) должно быть R = U/I = 5 вольт / [0.01 или 0.05 мА], т.е от 100 (для 0.01 мА) до 500 кОм (для 0.05 мА).
Вполне подходящий результат:

Если картинка для токов была справа налево, то тут она же слева направо (потому что ток уменьшается с ростом сопротивления).
Ещё один вариант, по сути той же схемы:

А собираюсь запустить сверху управляющий переменный ток, т.е тот, который может быть отрицательным. И я хочу получить волну аналогичную по форме волне переменного тока. Но транзистор не пропускает ничего при отрицательных напряжениях. Если я не добавлю тока с батарейки (через R2).

 у меня будет максимум напряжения не только при нуле но и при отрицательной волне:

… что меня совершенно не устраивает. Я добавляю R2 = 180 кОм чтобы при отрицательной волне было из чего вычитать ток (т.е чтобы он не становился отрицательным):
Результат:

Видно, что управляющий ток должен быть от -0.03 мА ло 0.03 мА.
Если прицепить 5 вольтовою переменную батарейку так:

… то получится то, что нужно:

… т.е волны инвертора идущие в противофазе (где горка входящего тока там яма снимаемого напряжения).
Если я увеличу управляющий ток (снизив сопротивление R2 до 100 кОм), то будет так:

Волна усилилась, но информация исказилась потому что произошел выход в диапазон, на котором транзистор перестал улавливать отличие токов (т.к полностью открыт). 
Если я увеличу нижнее сопротивление:

… то оно начнёт отъедать на себя большую часть всё тех же 5 вольт батарейки. И общее сопротивление участка увеличится (за счёт того что одна из двух «труб» стала уже).
Вот так результат выглядит:

… т.е. транзистору не достаётся больше полутора вольт (это происходит при большом сопротивлении, когда он закрыт). Его чуть меньшее сопротивление теряется радом с 10 кОм (R1). Один из способов борьбы с проблемой – увеличить управляющий ток:

Результат такой:

.. Если хотелось расширить столбики, то это получилось.
Можно добавить справа достаточно большой резистор:

Теперь 5 вольт батарейки будут делиться на 3 элемента. И большое сопротивление (5 кОм) довольно много на себя отъест. Результат такой:

График приподнялся над нулём (на величину падения напряжения на резисторе R4) но и довольно сильно увеличил амплитуду (высоту горок).