Эмиттерный повторитель

Мы уже неоднократно говорили об эмиттерном повторителе и о том, что он используется для согласования по напряжению между каскадами. Рассмотрим схему эммитерного повторителя:

В эмиттерном повторителе (а фактически в любом транзисторном усилителе) необходимо создать смешение для того, чтобы коллекторный ток протекал в течение полного периода сигнала. Проще всего воспользоваться для этого делителем напряжения на резисторах R₁ и R₂. Резисторы R₁ и R₂ выбраны так, что в отсутствие входного сигнала потенциал базы равен половине разности между напряжением источника U_кк и потенциалом земли, т. е. сопротивления R₁ и R₂ равны. Процесс выбора рабочих напряжений в схеме в отсутствие поданных на ее вход сигналов называется установкой рабочей точки или точки покоя. Для этой схемы, как и в большинстве случаев, точку покоя устанавливают так, чтобы на выходе формировался максимальный симметричный сигнал (без ограничений или срезов).

Какими должны быть при этом сопротивления резисторов R₁ и R₂? Тут нужно исходить из правил согласования по напряжению – ведь нам нужно передать макс напряжения с делителя на вход транзистора. Таким образом, выходное сопротивление делителя (равное R1*R2/(R1+R2)) должно быть намного (раз в десять) меньше входного сопротивления транзистора, включенного по схеме с общим коллектором.

Пример разработки схемы эмиттерного повторителя. В качестве примера разработаем схему эмиттерного повторителя для сигналов звуковой частоты (от 20 Гц до 20 кГц) Напряжение U_кк составляет +15 В, ток покоя равен 1 мА.

Шаг 1. Выбор напряжения U_э. Для получения симметричного сигнала без срезов необходимо, чтобы выполнялось условие (U_э = 0,5 U_кк, или +7,5 В).

Шаг 2. Выбор резистора R_э. Ток покоя должен составлять 1 мА, поэтому R_э = 7,5 кОм.

Шаг 3. Выбор резисторов R₁ и R₂. Напряжение U_б - это сумма U_э + 0,6 В, или 8,1 В. Из этого следует, что сопротивления резисторов R₁ и R₂ относятся друг к другу как 1:1,17. Учитывая известный уже нам критерий выбора нагрузки, мы должны подобрать резисторы R₁ и R₂ так, чтобы сопротивление их параллельного соединения составляло приблизительно 75 кОм или меньше (0,1 от произведения 7,5 кОм на ). Выберем следующие стандартные значения сопротивлений: R₁ = 130 кОм, R₂ = 150 кОм.

Шаг 4. Выбор конденсатора С₁. Конденсатор С₁ и сопротивление нагрузки источника образуют фильтр высоких частот. Сопротивление нагрузки источника есть параллельное соединение входного сопротивления транзистора со стороны базы и сопротивления делителя напряжения базы. Предположим, что нагрузка схемы велика по сравнению с эмиттерным резистором, тогда входное сопротивление транзистора со стороны базы равно h_21эR_э те- составляет ≈750 кОм. Эквивалентное сопротивление делителя равно 70 кОм. Тогда нагрузка для конденсатора составляет 63 кОм и емкость конденсатора должна быть равна по крайней мере 0,15 мкФ. В этом случае точке - 3 дБ будет соответствовать частота, меньшая чем 20 Гц.

Шаг 5. Выбор конденсатора С₂. Конденсатор С₂ и неизвестный импеданс нагрузки образуют фильтр высоких частот. Мы не ошибемся, если предположим, что импеданс нагрузки не будет меньше R_э. Тогда для того, чтобы точке - 3 дБ соответствовало значение частоты, меньшее чем 20 Гц, емкость конденсатора С₂ должна быть равна по крайней мере 1.0 мкФ.