Повторители напряжения

Эмиттерный повторитель (рис. 4.16б) является усилителем с последовательной ООС по напряжению (т.к. при ). В данном случае , т.е. . Так как ток базы на порядок меньше коллекторного тока будем считать, что . Тогда напряжение на выходе эмиттерного повторителя запишем как

,

,

. (4.21)

Из (4.21) видим, что коэффициент усиления эмиттерного повторителя по напряжению меньше единицы, а выходное напряжение находится в фазе с входным напряжением, т. е. повторяет его поскольку и величины положительные.

Рассмотрим истоковый повторитель. Как видно из рис. 4.17а, он представляет собой каскад на полевом транзисторе с общим истоком. На основании предположения, что разделительные и блокировочная емкости даже на самой низкой частоте усиливаемого сигнала имеют пренебрежимо малое сопротивление, принципиальную схему (рис. 4.17а) преобразуем к виду, показанному на рис. 4.17б. Заменив в схеме рис. 4.17б полевой транзистор его эквивалентной схемой (рис. 3.15), переходим к эквивалентной схеме режима колебаний, представленной на рис. 4.17в.

Для этой схемы с учетом того, что

u_ЗИ= u_З – u_И = u_ВХ – u_ВЫХ, (4.22)

записываем уравнение для правого узла

.

После перестановки имеем:

,

откуда получаем формулу, определяющую коэффициент передачи сигнала по напряжению

.

(4.23)

Эта формула показывает, что в рассматриваемой схеме сигнал не инвертируется, а величина коэффициента передачи напряжения k не превышает единицу, приближаясь к ней при сравнительно больших значениях крутизны S ВАХ ЭП. Причиной тому, что k <1, является присущая каскаду отрицательная обратная связь, выраженная уже в исходном соотношении (4.22), определяющем напряжение, управляющее током транзистора. Поскольку для всех каскадов с общим коллекторным электродом величина коэффициента передачи напряжения k близка к единице, их называют повторителями.

Рис. 4.17. Каскад на полевом транзисторе с общим стоком (истоковый повторитель): а) принципиальная схема, б) промежуточные эквивалентные схемы, в) окончательная эквивалентная схема для определения k, г), д) эквивалентные схемы для определения R_ВЫХ.К

Из схемы рис. 4.17в очевидно, что входное сопротивление каскада, равно

R_ВХ.К = R_З. (4.24)

Выходное сопротивление каскада R_ВЫХ.К определяют отношением
R_ВЫХ.К = u_ВЫХ/i_ВЫХ, полагая, что u_ВХ= 0, а к выходу каскада подключен источник напряжения u_ВЫХ. Используя эквивалентные преобразования схемы рис. 4.17, представленные на рис. 4.17г и рис. 4.17д, находим выходной ток

i_ВЫХ =(G_ВН + G_И+ S) u_ВЫХ.

Отсюда следует, что у рассмотренного повторителя

.

(4.25а)

Если S >> G_ВН + G_И, тогда

RВЫХ.К 1 / S.

(4.25б)

Последние соотношения показывают, что в сравнении с каскадом с общим инжекторным электродом повторители обладают низким выходным сопротивлением. Причиной этого свойства каскада является указанная выше отрицательная обратная связь.

Дата добавления: 2014-11-16