Составной повторитель с внутренней обратной связью

Для того чтобы искусственно увеличить сопротивление r_К1в схеме на рис. 8.4, нужно изменять потенциал U_K1 пропорционально потенциалу U_б1. Тогда разность потенциалов U_кб1 будет значи­тельно меньше, чем U_б1, ток через сопротивление r_К1сильно умень­шится, а это равносильно увеличению r_К1. Для реализации идеи в схему (рис. 8.4) вводится сопротивление R_K1 и на коллектор тран­зистора T₁ полностью подается переменная составляющая выход­ного напряжения. Батарея Е компенсирует постоянную составляющую коллекторного потенциала U_k1. Вместо батареи можно использовать конденсатор большой ёмкости либо полупроводниковый стабилитрон; однако для расчётов это не имеет значения.

Очевидно, что эквивалентное увеличение сопротивления r_К1обусловлено уменьшением тока через него при одном и том же входном сигнале Действительно, ток Ir_K1в схеме на рис. 8.4 ра­вен (Е_г – U_вых)/ r_K1= Е_г(1-К_и )/ r_K1.

Поэтому, определял эквивалентное сопротивление r_К1экв как E_r/ Ir_K1, получаем: r_К1экв = r_K1/(1-К_и ) (8.7)

Поскольку схема является повторителем (к тому же состав­ным), коэффициент передачи К_иблизок к единице и сопротивле­ние r_К1увеличивается в сотни раз.

В данной схеме можно получить значение R_{вх max} значительно большее, чем в простом повторителе. Для этого, однако, нужно, чтобы рабочий ток транзистора T₂ был таким же, как в простом повторителе. Входное сопротивление в схеме на рис. 8.4 на низких частотах может достигать 100 Мом, если, конечно, со­противления (R_э||R_н) и R_KI достаточно велики.

С ростом частоты (или скорости изменения сигнала) входное сопротивлениеуменьшается. Причина этого уменьшения зак­лючается не только в зависимости β(t), но и в запаздывании сиг­нала обратной связи. В первый момент U_вых (0) = 0, поэтому со­противление r_К1имеет нормальное, сравнительно небольшое значение. Установившаяся величина (8.7) получается лишь после

установления коэффициента К_и.Под действием обоих инерционных факторов β(t) и К_и(t)

входное сопротивление в данном повторителе устанавливается медленнее, чем в предыдущем, а его граничная частота оказывается значительно меньше.

В связи с огромным входным сопротивлением сложных по­вторителей особенно остро встает вопрос о цепи смешения базы: делать сопротивления делителя R_1, R₂порядка десятков мегом нельзя не только из-за температурной нестабильности, но главным образом из-за невозможности обеспечить нужный ток базы. В слу­чае усилителей переменного тока наилучшим выходом из положения является использование следящей связи в цепи базы (рис. 8.5).

Идея такого решения та же, что и в схеме на рис 8.4: сопро­тивление R₃, выбирается сравнительно низкоомным (сотни кило ом), способным обеспечить необходимый ток базы, а по отноше­нию к переменным составляющим величина R₃, искусственно повышается в 1/(1 – К_u ) раз за счет обратной связи с выхода повторителя. Таким образом, эквивалентное сопротивление R_{3 экв} может достигать десятков мегом и не будет существенно шунти­ровать вход повторителя. Делитель R_1, R₂в такой схеме может иметь любое разумное сопротивление.