7.2. Способы максимизации входного сопротивления эмиттерного повторителя

Принципиальная схема простейшего эмиттерного повторите­ля приведена на рис.8, а его эквивалентная схема для перемен­ных составляющих на рис.9.

Рисунок 8.

Рисунок 9.

По аналогии с рис.7 здесь под входным сопротивлением исходного усилителя следует понимать входное сопротивление транзистора с общим эмиттером , а под сопротивлением , ток через которое не меняется при введении обратной связи, следует понимать где - комплексное сопротивление перехода коллектор-база транзистора: .

Здесь - динамическое сопротивление перехода коллектор – база;

- зарядная емкость этого перехода.

Под исходным усилителем в данном случае следует понимать усилитель, нагрузкой которого является как и у повторителя , но обратная связь отсутствует (рис.10)

Рисунок 10.

Тогда на основании (36) можно получить:

Входное сопротивление транзистора с общим эмиттером равно

Поскольку, как правило, соблюдается неравенство , по приближенно можно записать

(37)

Для простейшего повторителя обычно , тогда окончательно

Значительное увеличение входного сопротивления можно получить, применяя схему составного транзистора (рис.11).

Рисунок 11.

Поскольку для составного транзистора справедливо соотношение , то по аналогии с (37) для схемы с составным транзистором можно записать

(38)

где и - коэффициенты усиления по току соответственно транзисторов V₁ , V₂ . При этом следует учитывать, что поскольку ток эмиттера V₁ равен току базы V₂ и, следовательно, мал по абсолютной величине, то значение нужно брать именно для такого тока из графиков, которые обычно приводятся в справочниках (рис.12).

Рисунок 12.

Если такие зависимости в справочнике отсутствуют, то следует принимать в 3-5 раз меньше минимальной величины, приведенной в справочнике.

Как следует из (38), для дальнейшего повышения необходимо увеличивать и применять меры по нейтрализации шунтирующего действия базового делителя и сопротивления коллекторного перехода. Если требуемое входное сопротивление не превышает нескольких десятков кОм, то, как правило, достаточно использовать лишь схему нейтрализации базового делителя, один из вариантов которой приведен на рис. 13.

Рисунок 13.

Как видно из схемы на рисунке 13, делитель подключен к базе через развязывающий резистор R₀ , а к средней точке делителя через конденсатор С₀ подано напряжение с выхода повторителя. Если емкость конденсатора С₀ выбрать достаточно большой, то можно на основании рис. 13 составить эквивалентную схему (рис.14).

Рисунок 14.

Из рис.14 видно, что базовый делитель оказался подключенным к выходу повторителя и непосредственного влияния на входное сопротивление не оказывает. Резистор же R₀ находится под малой разностью потенциалов U₁ - U₂ и ток через него уменьшается, что эквивалентно увеличению его сопротивления переменному току. Следует отметить, что теперь делитель шунтирует нагрузку повторителя, которая в данном случае определяется следующим образом: . Поэтому желательно выбирать .

Резистор R₀ шунтирует входное сопротивление составного транзистора, что несколько снизит входное сопротивление, но чрезмерное увеличение R₀ , так же как и увеличение R₁||R₂, приводит к ухудшению стабильности режима. Для составного транзистора можно выбирать R₀ в пределах (5-10)кОм. Входное сопротивление для схемы с нейтрализацией базового делителя можно подсчитать по формуле