рый распространяется по линии в обе стороны в виде бегущей волны. С левой стороны эта волна поглощается без отражения сопротивлением RК, а с правой движется к коллектору VT2. Скачки напряжения в базовой и коллекторной линии одновременно подходят к электродам второго транзистора. Скачок тока коллектора второго транзистора, вызванный изменением напряжения на его базе, складывается со скачком тока, распространяющегося по коллекторной линии. В результате (при условии, что все транзисторы одинаковые) на коллекторе VT2 появляется скачок напряжения, равный 2y21U1ρК/2. Далее этот процесс повторяется в соответствии с числом транзисторов, используемых в каскаде. При этом на нагрузке n-го транзистора выделяется напряжение, равное ny21U1ρК/2. Таким образом, крутизна и выходной ток такого каскада увеличиваются в n раз, в то время как паразитные емкости, ограничивающие полосу пропускания в области верхних частот, остаются разделенными отрезками длинных линий, и их совместное влияние заметно ослабляется. В результате весь усилитель можно рассматривать как отдельный каскад с паразитной емкостью одного транзистора и с крутизной, увеличенной в n раз.

Однако сложность изготовления и особенно сложность настройки существенно ограничивают использование таких каскадов.

4.6.3. Повторители напряжения с улучшенными характеристиками

Основные достоинства эмиттерных и истоковых повторителей заключаются в том, что, работая в широком диапазоне частот, они обладают большим входным сопротивлением и заметным усилением по мощности.

180

Входное сопротивление транзистора может быть увеличено за счет использования транзисторов с повышенным коэффициентом усиления по току (транзисторов супер-β) или составных транзисторов. У современных транзисторов коэффициент усиления по току может достигать значения в несколько тысяч раз. При таком коэффициенте очень сильно растет вклад сопротивления нагрузки в величину входного сопротивления транзистора. Для схемы (см. рис. 4.34, а), согласно (3.28), входное сопротивление транзистора может равняться нескольким МОмам. Используя в эмиттерном повторителе составные транзисторы, входное сопротивление активной части схемы можно поднять до величины в несколько десятков МОм. Для схемы (рис. 4.34, б) входное сопротивление определяется выражением

Дальнейшее увеличение входного сопротивления эмиттерного повторителя ограничивается величиной параллельного соединения сопротивлений базового делителя R1 и R2 (см. рис. 4.34, а). Эти сопротивления предназначены для задания рабочей точки и ее температурной стабилизации. Пропорциональное увеличение обоих сопротивлений ведет к ухудшению условий действия отрицательной обратной связи по постоянному току и соответственно к снижению термостабильности рабочей точки.

Схема, представленная на рис. 4.34, в, в значительной мере устраняет этот недостаток. Базовый делитель R1 и R2 в этом каскаде подключается к базе транзистора через сравнительно небольшое сопротивление R3. С помощью этого сопротивления и конденсатора C2 в каскаде создается положительная параллельная обратная связь, существенно повышающая его входное сопротивление. Увеличение входного сопротивления этой схемы можно объяснить следующим образом. В случае введения в схему только одного сопротивления R3 ток сигнала, протекающий по нему, будет равен

182

Включение в схему конденсатора C2 соединяет нижний вывод сопротивления R3 с выходным напряжением. Теперь на R3 действует разность потенциалов U1 - U2. При этом следует отметить, что благодаря свойствам эмиттерного повторителя напряжения U1 и U2 имеют одинаковые фазы и почти равные амплитуды. Часть тока сигнала, ответвляющаяся в цепь базового делителя, будет равна

где К – коэффициент передачи эмиттерного повторителя.

Отношение тока (4.92) к току (4.93) показывает, во сколько раз уменьшился ток сигнала, ответвляющийся в резистор R3, после подключения конденсатора C2 (соответственно увеличилось и эквивалентное сопротивление, вклю-

При значениях К, стремящихся к единице, величина отношения (4.94) получается очень большой (разность U1 - U2 стремится к нулю), т.е. переменный ток, протекающий через R3 , становится незначительным. Благодаря выравниванию переменных потенциалов на концах резистора R3 базовый делитель оказывается отключенным по переменной составляющей от входной цепи каскада и не оказывает шунтирующего действия на его входное сопротивление. Введение обратной связи с помощью R3 и С2 (рис. 4.34, в) позволяет получить входное сопротивление каскада, практически равное входному сопротивлению составного транзистора VT1, VT2 (4.91).

Сопротивление нагрузки RН (параллельное соединение R3 и R4 в схеме на рис. 4.34, а) существенно влияет на коэффициент передачи эмиттерного повторителя. Действительно:

183