Сложные эмиттерные повторители

Если большое входное сопротивление является первоочеред­ным требованием для эмиттерного повторителя, то хорошие ре­зультаты можно получить с помощью так называемых сложных повторителей, в которых используются два транзистора и более. Следует заметить, что в таких схемах не имеет смысла ставить делитель в цепи базы, т.к. он не позволяет реализовать то боль­шое входное сопротивление, ради которого применяют сложный повторитель. Поэтому в схемах сложных эмиттерных повторите­лей делитель в цепи базы не показан и считается, что источник сигнала связан с базой повторителя непосредственно, без реак­тивных элементов. При этом предполагается, что источник сиг­нала имеет постоянную составляющую напряжения, необходимую для нормального режима повторителя. В противном случае нуж­но использовать на входе делитель со следящей связью, о кото­рой будет сказано ниже.

В эмиттерном повторителе (рис. 1) входное сопротивление второго транзистора, вычисляемое по формуле R_вх = r_б + (1+β) (r_к^* ⃦ r_э + R_э ⃦R_н), играет роль эмиттерной нагрузки по отношению к первому транзистору. Входное сопротивление повторителя в целом можно найти по формуле:

R_вх = (1+β) (r_к1^* ⃦ R_вх2)

Если R_вх2 > r_к1^*, как обычно бывает, го входное сопротив­ление повторителя будет близко к r_к1.

Количественный расчет параметров R_вх, К и R_Bвыхможно осуществлять либо покаскадно (рассматривая транзистор T₂ как нагрузку для T₁, а транзистор T₁, как источник сигнала для T₂), либо заменяя комбинацию T₁, T₂ одним составным транзистором со свойственными ему параметрами.

Коэффициент передачи в составном повторителе выражает­ся формулой, близкой к K_{u max} = r_K /(r_K + r_б), т.е. намного ближе к единице, чем в простом повторителе. Значения К 0.995 мож­но считать типичными. Выходное сопротивление, напротив, ока­зывается значительно меньше, чем в простом повторителе, поскольку истинное значение R_г «пересчитывается» первым транзистором согласно формуле: R_вых = r_Э + (R_г + r_б)/(1+β), так что для второго транзистора источник сигнала имеет сопротивление, близкое к r_э1. Учитывая различия в токах транзисторов. нетруд­но прийти к выводу, что результирующее выходное сопротивле­ние составляет примерно 2 r_э1. Если же токи обоих транзисто­ров одинаковы, то результирующее выходное сопротивление оп­ределяется формулой: R_вых = r_Э, т.е. r_э1= r_э2.

Переходные и частотные характеристики входного сопротив­ления определяются в первую очередь постоянной времени τ наиболее низкочастотного из двух транзисторов (им обычно ока­зывается транзистор T₂, поскольку он работает с большими то­ками). Поэтому даже при использовании дрейфовых транзисто­ров граничная частота (на уровне 0,7R_вх) редко превышает 500 -600 кГц. Наконец, нужно заметить, что входное сопротивление может сильно меняться с изменением температуры. Это объяс­няется в первую очередь зависимостями r_эк(t)и β(t), I_Э1(t). В случае германиевых транзисторов при повышении Т ток I_б2заметно уменьшается из-за роста теплового тока, а это означает уменьшение тока I_Э1, а следовательно, изменение r_э1 иβ₁. В зависимости от выбора начальной рабочей точки транзистора T, уменьшение тока I_Э1 может привести и к уменьшению и к увеличению R_вх.