Область низких частот

В области НЧ обратная связь становится частотно-зависимой и U_OC≠U_2OC. С понижением частоты модуль напряженияU_OCможет оказаться существенно меньше модуляU_2OC. Однако в том частотном диапазоне НЧ, где эти напряжения примерно одинаковые комплексный коэффициент передачи может быть получен из схемы рис. 4.23 с включением в неё разделительного конденсатораС_Рмежду резисторамиR_ИиR_Н- рис. 4.25.

U_20C

Топология этой схемы такая же, как и у эквивалентных схем резисторных каскадов в области низких частот, следовательно:

,

где

.

Ввиду небольших величин R_Н ,R_И в ИП по сравнению с резисторными каскадами для получения малого значения нижней граничной частоты в истоковом повторителе приходится значительно увеличивать емкость разделительного конденсатораС_Р.

Исследуем входную цепь ИП. Согласно рис.4.22, входное сопротивление повторителя справа от вертикальной штриховой линии в области низких средних частот очень велико:

В полевых транзисторах Ом, поэтомуоказывается существенно больше параллельного соединения сопротивленийR₁иR₂. Тогда в области низких частот эквивалентная схема входной цепи ИП имеет вид, приведенный на рис.4.26,а, а в области средних частот – рис.4.26,б.

Из рис.4.26,а,б следует, что в области средних частот:

,

а в области низких частот:

,

где

.

В области высоких частот комплексное сопротивление затвор-исток каскада без обратной связи определяется известным образом и является емкостным:

Свх(g)=Сис+С_ЗС(1+К_О).

Входное сопротивление повторителя, т.е. при наличии последовательной ООС, возрастает в величину F₂(0).Поэтому сопротивлениеZ_вх(F₂),справа от вертикальной штриховой линии рис.4.22 на участке затвор – общий провод, также оказывается емкостным:

.

Следовательно, входная динамическая ёмкость истокового повторителя оказывается меньше, чем у резисторного каскада в величину F₂(0):

Эквивалентная схема входной цепи повторителя в области высоких частот приведена на рис.4.27.

Коэффициент передачи входной цепи:

в области ВЧ может быть записан в виде: ,

где

,

g_r, g₁,g₂-проводимости сопротивлений генератора и делителейR₁,R₂

Уменьшение входной эквивалентной динамической емкости способствует расширению полосы пропускания во входной цепи истокового повторителя

Эмиттерный повторитель (ЭП) является аналогом истокового повторителя, его принципиальная схема изображена на рис.4.28.

Рис.4.28

Ввиду полной идентичности схем рис.4.22 и 4.28 все соотношения, полученные ранее для ИП, оказываются в основном справедливыми и для эмиттерного повторителя. Однако имеются и различия. В частности его выходная проводимость Y_ВЫХ(jω,ЭП)при использовании эквивалентной схемы рис.4.24 может быть записана с заменой в нейS₀ иg_Iкомплексными параметрамиY₂₁Y₂₂биполярного транзистора:

Y_ВЫХ(jω,ЭП)=g_i+jωC_КБ^/+S₀/(1+jωτ)+g_Э+g_H+C_H.

Если представить параметрY₂₁в виде:

, то выходная цепь эмиттерного повторителя может быть изображена, как параллельный резонансный контур с тремя ветвями: индуктивной-R_S+jωL_S, емкостной-С₀= C_КБ^/+С_Ни резистивной с эквивалентной проводимостьюg_ЭКВ=g_i+g_Э+g_H.Поэтому в рабочей полосе частот, особенно при большой емкости нагрузкиС_H, в выходной цепи ЭП могут наблюдаться резонансные явления и в частности подъем частотной характеристики, что связано с характером комплексной крутизны биполярного транзистора. Входная проводимость повторителя –справа от вертикальной штриховой линии рис.4.28 – приближенно записывается в виде:

В целом из-за более высокой крутизны биполярных транзисторов по сравнению с полевыми свойства эмиттерного повторителя проявляются при сопротивлениях R_э, R_нмного меньших, чем в ИП. Все это способствует широкому применению ЭП. Поскольку комплексные коэффициенты передачи повторителей входной и выходной цепей имеют сходную структуру, что и у резисторных каскадов, то выражения переходных характеристик этих цепей в области малых и больших времен имеют известный вид:.

Помимо рассмотренных выше базовых схем повторителей с полевыми и биполярными транзисторами известны и используются специальные схемы повторителей, например, с повышенным входным сопротивлением, сложные повторители и др.[10].