23. Составной повторитель с внутренней обратной связью
Для того чтобы искусственно увеличить сопротивление rК1 в схеме на рис. 8.4, нужно изменять потенциал UK1 пропорционально потенциалу Uб1. Тогда разность потенциалов Uкб1 будет значительно меньше, чем Uб1, ток через сопротивление rК1 сильно уменьшится, а это равносильно увеличению rК1. Для реализации идеи в схему (рис. 8.4) вводится сопротивление RK1 и на коллектор транзистора T1 полностью подается переменная составляющая выходного напряжения. Батарея Е компенсирует постоянную составляющую коллекторного потенциала Uk1. Вместо батареи можно использовать конденсатор большой ёмкости либо полупроводниковый стабилитрон; однако для расчётов это не имеет значения.
Очевидно, что эквивалентное увеличение сопротивления rК1 обусловлено уменьшением тока через него при одном и том же входном сигнале Действительно, ток IrK1 в схеме на рис. 8.4 равен (Ег – Uвых)/ rK1 = Ег(1 -Ки )/ rK1.
Поэтому, определял эквивалентное сопротивление rК1экв как Er/ IrK1, получаем: rК1экв = rK1/(1 -Ки ) (8.7)
Поскольку схема является повторителем (к тому же составным), коэффициент передачи Ки близок к единице и сопротивление rК1 увеличивается в сотни раз.
В данной схеме можно получить значение Rвх max значительно большее, чем в простом повторителе. Для этого, однако, нужно, чтобы рабочий ток транзистора T2 был таким же, как в простом повторителе. Входное сопротивление в схеме на рис. 8.4 на низких частотах может достигать 100 Мом, если, конечно, сопротивления (Rэ||Rн) и RKI достаточно велики.
С ростом частоты (или скорости изменения сигнала) входное сопротивление уменьшается. Причина этого уменьшения заключается не только в зависимости β(t), но и в запаздывании сигнала обратной связи. В первый момент Uвых (0) = 0, поэтому сопротивление rК1 имеет нормальное, сравнительно небольшое значение. Установившаяся величина (8.7) получается лишь после
установления коэффициента Ки. Под действием обоих инерционных факторов β(t) и Ки(t)
входное сопротивление в данном повторителе устанавливается медленнее, чем в предыдущем, а его граничная частота оказывается значительно меньше.
В связи с огромным входным сопротивлением сложных повторителей особенно остро встает вопрос о цепи смешения базы: делать сопротивления делителя R1, R2 порядка десятков мегом нельзя не только из-за температурной нестабильности, но главным образом из-за невозможности обеспечить нужный ток базы. В случае усилителей переменного тока наилучшим выходом из положения является использование следящей связи в цепи базы (рис. 8.5).
Идея такого решения та же, что и в схеме на рис 8.4: сопротивление R3, выбирается сравнительно низкоомным (сотни кило ом), способным обеспечить необходимый ток базы, а по отношению к переменным составляющим величина R3, искусственно повышается в 1/(1 – Кu ) раз за счет обратной связи с выхода повторителя. Таким образом, эквивалентное сопротивление R3 экв может достигать десятков мегом и не будет существенно шунтировать вход повторителя. Делитель R1, R2 в такой схеме может иметь любое разумное сопротивление.