1. Эмиттерный повторитель. Принципиальная схема. Схема замещения. Принцип действия. Коэффициент усиления по напряжению. Входное и выходное сопротивления.

         В качестве согласующего усилителя часто используется эмиттерный повторитель – каскад, в котором транзистор включен по схеме с общим коллектором рис. 6.2. В этой схеме нет коллекторного резистора, но для создания выходного напряжения включен резистор R_Э в цепь эмиттера.

 Рис. 6.2.  Схема усилителя с общим коллектором

          Другой особенностью схемы является способ формирования рабочей точки покоя транзистора. Постоянные ток и напряжение между базой и эмиттером транзистора формируются источником E_К и резисторами R''_Б , R'_Б R_Э: U_БЭ0= E_К R'_Б/( R’’_Б +R'_Б)- R_Э I_Э. Здесь учтено, что постоянный ток базы сравнительно небольшой.

Схема замещения такого усилителя в линейном режиме, который можно получить, если амплитуда входного напряжения не превышает половины напряжения источника E_К, приведена на рис.6.3.

 

 Рис. 6.3.  Схема замещения усилителя с общим коллектором в линейном режиме

  Здесь R_Б,ЭК -эквивалентное сопротивление .

          Из схемы замещения можно получить выражения для основных параметров эмиттерного повторителя.

 Коэффициент усиления эмиттерного повторителя.

В полосе пропускания усилителя обычно можно пренебречь реактивными сопротивлениями конденсаторов. Тогда с учетом соотношений между отдельными параметрами транзистора и схемы следует: учитывая, что h₂₁ >> 1 и значения h₁₁  и R_Э одного порядка  получим K_U =0.9 …0.99.

         Выходное напряжение практически совпадает по фазе с выходным напряжение.         Таким образом, выходное напряжение эмиттерного повторителя практически равно входному напряжению.Возникает вопрос,- «Зачем применяют такое устройство?». Все дело в других свойствах этого усилителя.

 Входное сопротивление эмиттерного повторителя.

        Если R_Б,ЭК>>h₁₁ , то

Здесь видно, что входное сопротивление может быть значительно больше, чем входное сопротивление усилителя с общим эмиттером, для которого:Z_{вх, ОЭ}  =1/(1/R_Б+1/ h₁₁) ≈ h₁₁

  Если R_Б,ЭК и h₁₁ одного порядка, то с учетом R_Б,ЭК 

Соответствующая формула в усилителе с общим эмиттером имеет вид

Очевидно, что  Z_{ВХ, ОК} >> Z_{ВХ, ОЭ Таким образом, каскад с общим коллектром имеет повышенное входное сопротивление.}

Выходное сопротивление эмиттерного повторителя.

 

Учитывая, что h₁₁ ≈ 100…1000 Ом и h₂₁ ≈ 10…150  получим, что выходное сопротивление может быть в интервале от единиц до сотен Ом, т.е. достигать весьма  малых значений.

 Для сравнения, в каскаде с общим эмиттером выходное сопротивление не может быть меньше сопротивления коллекторного резистора. Т.е. оно велико.

 Z_вых  =1/(1/R_К+h₂₂).

 Вывод: эмиттерный повторитель имеет большое входное сопротивление и малое выходное сопротивление.

1. Избирательный усилитель. Схема с параллельным колебательным контуром. Назначение элементов. Амплитудно-частотная характеристика. Полоса пропускания. Пример использования избирательного усилителя.

Избирательный усилитель с общим эмиттером.

 В избирательном усилителе применяются элементы, сопротивления которых зависит от частоты. На рис.6.5. приведен пример избирательного усилителя с общим эмиттером. В цепи коллектора вместо резистора включен параллельный колебательный контур (Lk, Ck, Rk). 

Рис. 6.5.  Схема избирательного усилителя с параллельным колебательным контуром.

          В примере сопротивление параллельного колебательного контура максимальное на частоте резонанса токов (877Гц). Поэтому АЧХ имеет максимум на этой частоте  K_МАКС = 426. (рис.6.6)

 Рис. 6.6.  demo6_2. АЧХ и ФЧХ избирательного усилителя с параллельным колебательным контуром.

          Нижняя граничная частота по уровню 0.707 K_макс  равна 828Гц, а верхняя -926 Гц. В этой полосе частот коэффициент усиления достигает значительных значений.