4.2 Сложные повторители

Основное достоинство эмиттерного повторителя (ЭП) – это большое входное сопротивление, которое позволяет использовать ЭП для согласования многокаскадных усилителей, в качестве буферных каскадов.

Однако, величина входного сопротивления простого ЭП ограничена сверху. Поэтому разработчики аппаратуры нашли способ существенно улучшить характеристики ЭП путем различных схемных решений.

.

Из формулы видно, что есть два пути увеличения сопротивления – β и . увеличивать значительно нельзя, т.к. возникают трудности обеспечения режима по постоянному току (E_к=U_кэ+I_эR_э)

4.2.1. Эп на составном транзисторе

Рис.4.5. Эмиттерный повторитель на составном транзисторе

Это принципиальная схема, в которой цепь обеспечения рабочей точки первого транзистора обозначена резистором RБ.

Входное сопротивление второго транзистора является нагрузкой первого. В схеме нет делителя в базовой цепи второго транзистора, но он и не нужен, т.к. рабочая точка первого транзистора задает постоянный выходной ток эмиттера первого транзистора такой величины, что второй транзистор работает в режиме усиления (режим А) автоматически.

Известно, что , а т.к. обычно , то усилителя близко к . Точное значение таково:

Мы видим, что максимальное входное сопротивление приблизительно такое же как у простого ЭП, но оно может быть получено при меньшем значении R_э||R_н. Намного ближе к единице и K_u, (не ниже 0,995).

Результирующее выходное сопротивление сложного ЭП

, а для одинаковых токов эмиттеров транзисторов . Получить это сопротивление можно путем включения между базой и «землей» второго транзистора резистора R (речь идет об одинаковом режиме транзисторов при включении резистора).

Переходные и частотные свойства сложного ЭП аналогичны свойствам составного транзистора по схеме ОК и определяются меньшими граничными частотами, т.е. при разных по мощности транзисторах все определяется более мощным, имеющим худшие частотные свойства.

Недостатком схемы следует считать сильную зависимость от температуры из-за зависимости β и от температуры, причем эта зависимость значительно сильнее выражена, чем у простого ЭП.

4.2.2. Эп с внутренней обратной связью

Р

Рис.4.6. Эмиттерный повторитель с внутренней обратной связью

ис. 23.

Резистор показывает дифференциальное сопротивление коллекторного перехода первого транзистора.

Напряжение на коллекторе Т1 меняют так, чтобы к было приложено минимальное (в идеальном случае нулевое) напряжение. Ток через не будет уменьшаться, что равносильно увеличению . Для реализации этой идеи в цепь первого транзистора включают резистор R_к1 и на коллектор транзистора подают переменную составляющую выходного напряжения. Конденсатор большой емкости служит, таким образом, для компенсации напряжения на первого транзистора.

Количественно получается

,

а т.к. K_u составного ЭП близок к единице, то налицо существенное увеличение за счет .

При достаточно больших такая схема обеспечивает до 100 МОм.

Схеме присущи некоторые недостатки. В частности, она имеет частотные свойства хуже, чем ЭП на составном транзисторе. Это объясняется запаздыванием обратной связи на высоких частотах.

Второй недостаток – трудность обеспечения рабочей точки первого транзистора. Т.к. очень большое, то ясно, что R_б1 должно быть еще больше. Но здесь возникает противоречие. Во-первых увеличение R_б ухудшает

стабильность схемы (а составной повторитель очень чувствителен к температуре), а во-вторых, большое R_б не обеспечит достаточный ток базы первого транзистора.