- •2. Аналоговые электрические устройства
- •2.1. Общие сведения. Классификация и основные характеристики усилителей.
- •2.1.1. Общие сведения об усилителях.
- •2.1.2. Классификация усилителей.
- •2.1.3. Основные характеристики усилителя
- •2.1.3.1. Коэффициент усиления
- •2.1.3.3 Входное и выходное сопротивления
- •2.1.3.4. Искажение сигналов в усилителе
- •2.1.3.5. Переходные характеристики
- •2.1.4 Типовые функциональные каскады полупроводникового усилителя.
- •2.1.5. Математическое описание усилительных устройств
- •2.1.6. Представление передаточной функции элементарными звеньями
- •2.1.7. Частотные характеристики усилительных устройств
- •2.2. Обратные связи. Понятие устойчивости.
- •2.2.1. Обратная связь
- •2.2.2. Влияние цепи обратной связи на основные характеристики усилительного устройства
- •2.2.2.1. Коэффициент усиления
- •2.2.2.2. Полоса усиливаемых частот
- •2.2.3. Понятие об устойчивости усилителя
- •2.2.3.1. Частотный критерий устойчивости
- •2.2.3.2. Алгебраический и фундаментальный критерии устойчивости
- •2.3. Усилительные каскады на транзисторах.
- •2.3.1. Принцип работы усилителей.
- •2.3.2. Токи покоя и напряжения покоя в усилительных каскадах
- •2.3.3. Понятие о классах усиления усилительных каскадов
- •2.3.3.1. Класс усиления а
- •2.3.3.2. Класс усиления в
- •2.3.3.3. Класс усиления ав
- •2.3.3.4. Класс усиления с и d
- •2.3.3.5. Методы стабилизации рабочей точки
- •2.3.4. Каскад с последовательной отрицательной обратной связью по току нагрузки
- •2.3.5. Каскад с параллельной отрицательной обратной связью по выходному напряжению
- •2.3.6. Формирование частотной характеристики каскадов с цепями оос
- •2.3.7. Усилительный каскад по схеме с общим истоком
- •2.3.7.1 Основные параметры каскада усилителя на полевом транзисторе
- •2.3.8. Эмиттерный и истоковый повторители.
- •2.4. Каскады предварительного усиления
- •2.4.1 Условия работы каскадов предварительного усиления
- •2.4.1.1. Требования к каскадам и режим работы
- •2.4.1.2. Определение частотной, фазовой и переходной характеристик
- •2.4.2 Резисторный каскад
- •2.4.2.1. Применение, принципиальные и эквивалентные схемы
- •2.4.2.2 Характеристики и расчетные формулы резисторного каскада
- •2.4.2.3. Расчетные формулы каскада в области средних частот.
- •2.4.2.4. Расчет транзисторного резисторного каскада
- •2.4.2.5. Резисторные каскады предварительного усиления, работающие на внешнюю нагрузку, и резисторные входные цепи
- •2.5. Выходные каскады
- •2.5.1. Условия расчета каскадов мощного усиления
- •2.5.2. Расчет однотактного транзисторного каскада мощного усиления в режиме а
- •2.5.3. Расчет двухтактного транзисторного каскада мощного усиления в режиме в
- •2.5.4. Бестрансформаторные двухтактные каскады мощного усиления
- •2.5.5. Расчет бестрансформаторных двухтактных каскадов
- •2.6. Широкополосные каскады и каскады специального назначения
- •2.6.1. Особенности широкополосных усилителей.
- •2.7. Схемы коррекции без обратной связи
- •2.7.1. Низкочастотная коррекция
- •2.7.2. Высокочастотная коррекция
- •2.8. Схемы коррекции с обратной связью
- •2.8.1. Низкочастотная коррекция
- •2.8.2. Высокочастотная коррекция
- •2.9. Повторители
- •2.9.1. Простые повторители
- •2.10. Усилители постоянного тока
- •2.10.1. Основные свойства и применение
- •2.10.2. Усилители постоянного тока, с непосредственной связью
- •2.11. Дрейф нуля и способы его уменьшения
- •2.11.1 Причины дрейфа нуля
- •2.12. Балансные и дифференциальные каскады
- •Библиографический список
2.3.8. Эмиттерный и истоковый повторители.
Эмиттерным и истоковым повторителями называются каскады, охваченные 100% последовательной ООС. Поэтому основные свойства этих каскадов достаточно близки, а существующие отличия обусловлены несовпадением характеристик используемых транзисторов.
Типовые схемы эмиттерного и истокового повторителей приведены соответственно на рис. 2.3.14, а,б.
Ниже рассмотрим схему эмиттерного повторителя, отмечая для истокового повторителя только его характерные особенности.
Наличие 100%-ной ООС предполагает, что в эмиттерном повторителе выходной сигнал и сигнал обратной связи равны. Последнее возможно только в случае, если в схеме на рис. 2.3.5 резистор отсутствует, а выходной сигнал снимается непосредственно с резистора обратной связи Rэ. Такие преобразования изменяют схему включения транзистора, преобразуя ее в схему с общим коллектором.
Рис. 2.3.14. Схемы эмиттерного (а) и истокового (б) повторителей; схема согласования для рис.2.3.5 (в).
В отличие от усилителя по схеме с общим эмиттером, схема с общим коллектором не инвертирует входной сигнал. Действительно, если к входу эмиттерного повторителя приложить увеличивающееся по уровню напряжение, то это приведет к увеличению эмиттерного тока транзистора и соответствующему увеличению его выходного напряжения. Поэтому входной и выходной сигналы в схеме будут изменяться в фазе.
Рассмотрим основные характеристики каскада. Для определения коэффициента усиления по напряжению воспользуемся основным выражением для коэффициента передачи усилителя с цепью ООС. Тогда, полагая получим:
. (2.3.35)
Входное сопротивление эмиттерного повторителя равно:
.
Обычно в реальных схемах выполняется условие , тогда для входного сопротивления каскада можно использовать более простое выражение:
. (2.3.36)
Выражение (2.3.36) говорит о том, что в эмиттерном повторителе можно получить очень большие значения входного сопротивления. Это является одним из основных достоинств этого каскада.
Входное и выходное сопротивления каскада можно также легко получить из его схемы замещения, приведенной на рис. 2.3.15.
Рис.2.3.15. Схема замещения эмиттерного повторителя.
.
(2.3.37)
При выводе уравнения для полагалось, что сопротивления и весьма велики и их влиянием можно пренебречь.
Частотные свойства эмиттерного повторителя (как и каскада с общим эмиттером) полностью определяются частотными свойствами применяемого транзистора. Однако на практике данный каскад является более высокочастотным, что является следствием 100% ООС.
Не обладая усилением по напряжению, эмиттерный повторитель обеспечивает значительное усиление по току:
. (2.3.38)
Следствием этого является значительное усиление по мощности ( ).
Из сказанного следует, что каскад эмиттерного повторителя наиболее удобен для согласования высокоомных источников сигнала с низкоомной нагрузкой.
Малое выходное сопротивление каскада делает его идеальным при согласовани усилителя с емкостной нагрузкой.
Основные свойства стокового повторителя аналогичны свойствам эмиттерного повторителя, т. е. .
.
Частотные свойства истокового повторителя существенно лучше частотных свойств каскада с общим стоком. Причина этого та же, что и в схеме эмиттерного повторителя – 100% ООС.