Эмиттерный повторитель

Малое R_вх и высокое R_вых сопротивления является недостатком УОЭ, не позволяющим к его входу подключать высокоомных источник входного сигнала и низкоомное нагрузочное устройство (например, акустический динамик, обмотку двигателя и т.д.). Этих недостатков лишен эмиттерный повторитель (см. рис. 2.9). Назначение элементов R_б, С₁, С₂, Е_к тоже, что и УОЭ.

Рис. 2.9. Схема эмиттерного повторителя

Нагрузочный резистор R_э включается в цепь эмиттера биполярного транзистора, поэтому эта схема является усилителем с эмиттерной нагрузкой. Коллектор по переменной составляющей тока и напряжения соединен непосредственно с общей точкой усилителя, так как падение напряжения от переменной составляющей тока на внутреннем сопротивлении источника коллекторного напряжения Е_к незначительно. Поэтому этот каскад является усилителем с общим коллектором (ОК). Таким образом, можно считать, что входное напряжение подается между базой и коллектором через разделительный конденсатор С_1, а выходное напряжение, равное падению напряжения на резисторе U_вх от переменной составляющей эмиттерного тока, снимается между эмиттером и коллектором через конденсатор С₂.

В режиме покоя, т.е. при U_вх=0 начальный ток смещения в цепи базы I_б0 задается резистором R_б. Эту величину выбирают такой, чтобы рабочая точка усилительного каскада находилась примерно посередине линейного участка входной характеристики.

При наличии переменного напряжения на входе U_вх появляется переменная составляющая эмиттерного тока i_э, совпадающая по фазе со входным сигналом. На резисторе R_э выходное напряжение u_вых = R_эi_э также совпадает по фазе с током i_э и следовательно, со входным сигналом (сдвиг по фазе между входным и выходным напряжением равен 0). Для входной цепи по переменному току выполняется 2-й закон Кирхгофа u_вх = u_бэ+ u_вых. Так как u_бэ «u_вых, то u_вх» u_вых. Таким образом на вход транзистора между базой и эмиттером подаётся переменное напряжение, равное разности входного и выходного сигналов, т.е. усиливаемое напряжение весьма мало. Это так называемая отрицательная обратная связь по напряжению, приводящая к тому, что коэффициент усиления этого каскада по напряжению близок к единице:

Кu =(0,8 ÷ 0,95).

Так как выходное напряжение этого усилительного каскада мало отличается от входного по величине и фазе, этот каскад называют эмиттерным повторителем.

Входное сопротивление эмиттерного повторителя составляет величину

,

а выходное сопротивление - Ом. Таким образом эмиттерный повторитель обладает большим входным и малым выходным сопротивлением, следовательно, его коэффициент усиления по току может быть очень высоким, т.е. это усилитель тока (Кi = h₂₁=β).

Температурная стабилизация в эмиттерном повторителе обеспечивается цепочкой R_ЭС_Э, схема повторителя отличается высокой температурной стабильностью, а также малыми частотными искажениями.

Эмиттерный повторитель включают между источником сигнала Е_Г и УОЭ, УОЭ и нагрузочным устройством R_H для согласования сопротивлений этих устройств по величине и исключения их шунтирования друг друга.

Дата добавления: 2015-05-06