Эмиттерного резистора

Выходное сопротивление эмиттерного повторителя равно выходному сопротивлению активного двухполюсника, т. е. схемы замещения относительно выходных выводов. Согласно (1.34) в режиме короткого замыкания (г = 0) ток КЗ

— выходное сопротивление эмиттерного повторителя (10—50 Ом), значительно меньшее выходного сопротивления усилительного каскада сОЭ.

Решение. Считаем, что коэффициент усиления эмиттерного повторителя /d«l и Kn^Rs/Ri, Kni**'Rb/'Rt. Тогда общий коэффициент усиления Я= =KiKuKiu= 1.

GB — допустимый уровень частотных искажений при /=fB- При #рег>(70—800) Ом в цепи регулятора усиления необходимо использовать составной транзистор в виде эмиттерного повторителя, а при 7?Рег< (70—800) Ом — однотранзисторный эмиттерный повторитель.

Электронный повторитель. Нагрузочный двухполюсник можно соединить с транзистором и по-другому, получая в результате устройство с совсем иными свойствами. На 6.6,а изображена схема эмиттерного повторителя, у которого, нагрузка включена в эмиттер транзистора и является общим элементом для цепей на входе и на выходе. Эквивалентная схема по переменной составляющей представлена на 6.6,6. Для ее анализа запишем очевидные равенства

Отсюда непосредственно следует, что частотный коэффициент передачи эмиттерного повторителя

14.1 (Р). Получите формулу для расчета коэффициента усиления по напряжению /d/= ивых/«вх в схеме эмиттерного повторителя ( 1.14.1) (в задачах 14.1— 14.3 имеются в виду малые приращения напряжений на входе и выходе).

14.1. Выходное напряжение эмиттерного повторителя R* »'я = SRuv = SRH (мвх — ивых).

2.7. Схема эмиттерного повторителя (а) и его схема замещения (б)

Для определения основных параметров эмиттерного повторителя следует рассмотреть его упрощенную схему замещения, изображенную на 2.7, б (при условии 1/Л22>/?э )• В этой схеме АЦ и АЛ являются параметрами транзистора при включении его по схеме ОЭ; сопротивление резистивного элемента

В этом усилителе обычно Ки«0,9-^0,99, /?вх примерно в 1 + ^21 раз больше, а /?ВЫх—в 1+/г2! меньше, чем в усилителе с общим эмиттером. Обычно для транзисторов малой и средней мощностей /?вх равно нескольким килоом, а Явых колеблется от нескольких до десятков ом. В режиме покоя эмиттерного повторителя рекомендуется, чтобы ?/эп ж 0,5 Е-щ.

Специальные схемы каскадов. В некоторых случаях необходимо получить два одинаковых гармонических сигнала в противофазе. Наиболее просто такая задача реализуется с помощью фазоинверсного каскада ( 9.9, а) с одинаковыми нагрузками в коллекторной и эмиттерной цепях. Как видно из рисунка, выходное напряжение, снимаемое с эмиттерного резистора относительно общей шины питания, незначительно отличается от входного по величине и повторяет его по фазе MgX = «g э + ивых- С другой стороны, выходное напряжение, снимаемое с коллекторной нагрузки, имеет такую же амплитуду, так как * 1 = » „> а К» = Д v> однако сдвигается по фазе на 180 ° относительно входного

6.21. Определить коэффициент усиления по напряжению /Си и току /G, а также входное /?„х и выходное Ra** сопротивления каскада, выполненного на транзисторе типа р-п-р по схеме с общим эмиттером. Сопротивление эмиттерного резистора /?э = 1,1 кОм, входное сопротивление транзистора Ли = 35/) Ом, коэффициент усиления по току транзистора Н%\ = 50, выходная проводимость транзистора /122 = 60-Ю""6 См.

Рассмотренные выше отдельные усилительные каскады в ряде случаев не могут обеспечить заданного коэффициента усиления и возникает необходимость использования нескольких, чаще всего однотипных каскадов, последовательно соединенных друг с другом. Наиболее проста схема многокаскадных усилителей с конденсаторной связью между каскадами ( 4.14, а). В таком усилителе каждый каскад независимо друг от друга стабилизирован по режиму — эта стабилизация с помощью эмиттерного резистора R3, создающего цепь местной отрицательной ОС, и низкоомного делителя с помощью резисторов Re>\, /?б2.

т. е. сопротивление эмиттерного резистора пересчитывают ко входу эмиттер-ного повторителя с увеличением в В раз.

Триггер Шмитта. В качестве формирователей напряжения прямоугольной формы и сравнивающих (пороговых) устройств в ряде схем широко применяют несимметричные триггеры. Они обладают высоким входным сопротивлением, большой нагрузочной способностью и другими преимуществами по сравнению с симметричными триггерами. Наибольшее распространение получил несимметричный триггер с эмиттерной связью, называемый также триггером Шмитта. В отличие от симметричного триггера одна коллекторно-базовая цепь связи в триггере Шмитта заменена связью, образуемой сопротивлением общего эмиттерного резистора.

Режимы базовых цепей транзисторов в схеме УПТ обеспечиваются делителями R1R2 и R6R7. Напряжения эмиттерных переходов образуются на резисторах R2 и R7. Потенциалы эмиттеров транзисторов устанавливаются близкими к нулю. В коллекторные цепи включают одинаковые резисторы R3 и R4. При отсутствии входного сигнала (?вх=0) потенциалы коллекторов [/К1 и (/К2 равны. Сопротивление общего эмиттерного резистора R5, который служит для эмиттерной стабилизации рабочих точек транзисторов, что существенно снижает дрейф нуля, подбирают так, чтобы выполнялось равенство Е\ = Е2.

делитель и блокировочный конденсатор -эти компоненты присутствуют на 2.34, в). В этом случае выходной импеданс эмиттерного повторителя - это просто гэ в последовательном соединении с Лист/ /(А21Э + 1) (опять же в параллельном соединении с несущественным резистором Rj, если он присутствует). Например, если Лист = 1 кОм и /к = 1 мА, то Лвых = 35 Ом (предположим, что /г21Э = 100). Нетрудно показать, что собственное сопротивление эмиттера гэ вносит также вклад во входной импеданс эмиттерного повторителя, как если бы оно было соединено последовательно с нагрузкой (на самом деле не с нагрузкой, а с параллельным соединением резистора, нагрузки и эмиттерного резистора). Другими словами, для схемы эмиттерного повторителя эффект Эберса-Молла состоит просто в добавлении последовательно подключенного сопротивления эмиттера гэ к полученным ранее результатам.

Выше мы определили усиление по напряжению для усилителя с общим эмиттером при условии, что сопротивление эмиттерного резистора равно нулю, но результат получили неверный. Дело в том, что транзистор обладает собственным эмиттер-ным сопротивлением, равным 25//к(мА) (выражено в омах), которое следует до-

бавлять к сопротивлению включенного в эмиттерную цепь резистора. Это сопротивление значительно в тех случаях, когда в цепь эмиттера включен небольшой резистор (или когда его нет вообще). Например, для усилителя, который мы рассмотрели выше, коэффициент усиления по напряжению равен —10 кОм/гэ, или —400, при условии, что сопротивление эмиттерного резистора равно нулю. Мы препола-гали раньше, что входной импеданс h21->R-) равен нулю при R3 — 0; на самом деле он приблизительно равен h213r3 и в данном случае составляет около 2,5 кОм (ток покоя равен 1 мА).

Эмиттерный резистор в качестве элемента обратной связи. Если к собственному сопротивлению эмиттера добавить сопротивление внешнего эмиттерного резистора, то многие параметры усилителя с общим эмиттером улучшатся, правда за счет снижения коэффициента усиления. Аналогичное явление рассматривается в следующих двух главах, посвященных использованию отрицательной обратной связи, позволяющей улучшить характеристики усилителя за счет частичной передачи выходного сигнала на вход. Это не

2.52. Снижение выходного тока с помощью эмиттерного резистора. Отметим, что выходной ток здесь не кратен управляющему.

В этом элементе вместо эмиттерного резистора (см. R3 на 1 6, а) для улучшения формы импульса использован нагрузочный генератор тока — транзистор VT4 с резисторами R4, R5. Отметим, что номиналы остальных резисторов в элементах серий К131 и К531 (сравните I 6, а и 1.8, а) почти одинаковые. Из-за этого близки значения мощности потребления Р„от, однако время ^д,рср для инвертора серии К531 снижено до 3 не, что обусловило потребление энергии на 1 бит информации Эпот= 19-3=57 пДж.