13.2. Эмиттерный повторитель

Схема эмиттерного повторителя напряжения (рис. 13.5) отличается от схемы каскада предварительного усиления следующим:

• отсутствует сопротивление в коллекторной цепи,

• выходной сигнал снимается с эмиттера транзистора.

Рис.13.5. Принципиальная схема эмиттерного повторителя напряжения

Рис.13.6. Эквивалентная схема эмиттерного повторителя напряжения

Из анализа эквивалентной схемы (рис. 13.6) номинальный коэффициент усиления эмиттерного повторителя будет определяться согласно выражению (13.7).

(13.7)

Из записанного выражения видно, что коэффициент передачи эмиттерного повторителя и превышает коэффициент передачи истокового повторителя напряжения, поскольку крутизна S биполярных транзисторов как минимум на порядок превышает крутизну полевых транзисторов.

Поведение эмиттерного повторителя в различных областях частот аналогично работе истокового повторителя напряжения.

Особенности работы эмиттерного повторителя напряжения на емкостную нагрузку

Крутизна S биполярного транзистора при работе в области высоких частот является частотно-зависимой (13.8).

(13.8)

Если представить крутизну S в виде последовательно соединенных сопротивления и индуктивности эквивалентная схема эмиттерного повторителя напряжения в области ВЧ примет вид (рис.13.7):

Рис.13.7. Эквивалентная схема эмиттерного повторителя напряжения в области ВЧ

В силу малости значений ( ) и упрощается (рис.13.8).

Рис.13.8. Эквивалентная схема эмиттерного повторителя напряжения в области ВЧ

Из эквивалентной схемы видно, что индуктивность и емкость образуют параллельный колебательный контур. Если колебательный контур будет недостаточно зашунтирован, то при подаче на вход повторителя импульсных сигналов на выходе появятся искажения фронтов аналогичные тем, которые возникают при перекоррекции при индуктивной ВЧ коррекции. Для устранения этого явления необходимо уменьшать сопротивление цепи эмиттера , чтобы зашунтировать контур.

Схема эмиттерного повторителя с повышенным входным сопротивлением

По сравнению с истоковым повторителем входное сопротивление эмиттерного повторителя меньше и определяется сопротивлениями делителя и (как и в каскаде предварительного усиления). Для увеличения входного сопротивления эмиттерного повторителя используют схему с увеличенным входным сопротивлением (рис.13.9).

Рис.13.9. Принципиальная схема эмиттерного повторителя напряжения с увеличенным входным сопротивлением

Делитель , подающий смещение во входную цепь транзистора эмиттерного повторителя, снижает входное сопротивление каскада, не позволяя получить его выше нескольких десятков кОм.

При использовании эмиттерного повторителя в качестве входного каскада и необходимости получить входное сопротивление усилителя порядка ста и более кОм можно подать смещение на базу транзистора от делителя через дополнительное сопротивление . При этом входная цепь транзистора шунтируется не сопротивлением , как у обычного повторителя, а сопротивлением .

При выполнении условия такая схема обычно позволяет сильно повысить входное сопротивление схемы, существенно не ухудшая стабильности положения рабочей точки покоя. В данном случае входное сопротивление эмиттерного повторителя определяется выражением (13.9).

(13.9)

где – коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером.

Увеличение сопротивления разделительного конденсатора при понижении частоты сигнала снижает входное сопротивление схемы на низких частотах. Для предотвращения значительного снижения входного сопротивления на нижней граничной частоте емкость конденсатора должна быть достаточно большой. Приближенно необходимую величину емкости можно определить по выражению (13.10).

(13.10)