Эмиттерный повторитель

Эми́ттерный повтори́тель — частный случай повторителей напряжения на трёхэлектродных активных приборах на основе биполярного транзистора (катодного повторителя, истокового повторителя).

Характеризуется высоким коэффициентом усиления по току, коэффициент передачи по напряжению близок к единице. При этом входное сопротивление повторителя относительно велико, а выходное сопротивление — мало. Обладает широким диапазоном усиливаемых частот.

Описание схемы

В эмиттерном повторителе транзистор включён по схеме с общим коллектором (ОК). То есть, потенциал коллектора при работе каскада неизменен относительно «земли» и коллектор обычно подключается к источнику питания.

Входной сигнал подаётся на базу, а выходной сигнал снимается с эмиттера. В схеме образуется 100 % отрицательная обратная связь по напряжению, это существенно уменьшает нелинейные искажения сигнала.

Фазы входного и выходного сигнала совпадают, то есть усилитель является неинвертирующим.

Основные соотношения

По постоянному току:

[math]\displaystyle{ I_\text{in} = I_\text{b}, }[/math]

[math]\displaystyle{ I_\text{out} = I_\text{e}, }[/math]

[math]\displaystyle{ U_\text{in} = U_\text{be} + U_{R_\text{e}}, }[/math]

[math]\displaystyle{ U_\text{out} = U_{R_\text{e}}, }[/math]

где [math]\displaystyle{ I_\text{in},\ I_\text{out},\ U_\text{in},\ U_\text{out} }[/math] — входные и выходные токи и напряжения соответственно, индексы b, e — указывают на базу и эмиттер, [math]\displaystyle{ U_\text{be} }[/math] — напряжение между базой и эмиттером, [math]\displaystyle{ U_{R_\text{e}} }[/math] — напряжение на эмиттерном резисторе.

Коэффициент передачи по току [math]\displaystyle{ K_I }[/math] для большого сигнала:

[math]\displaystyle{ I_\text{out} / I_\text{in} = I_\text{e} / I_\text{b} = I_\text{e} / (I_\text{e} - I_\text{c}) = \beta \gg 1, }[/math]

[math]\displaystyle{ \alpha,\ \beta }[/math] — коэффициенты передачи по току в схемах с общей базой и с общим эмиттером соответственно.

Коэффициент передачи по напряжению [math]\displaystyle{ K_U }[/math] для большого сигнала:

[math]\displaystyle{ U_\text{out} / U_\text{in} = U_{R_\text{e}} / (U_\text{be} + U_{R_\text{e}}) \lt 1. }[/math]

Входное сопротивление [math]\displaystyle{ r_\text{in} }[/math] для большого сигнала:

[math]\displaystyle{ r_\text{in} = U_\text{in} / I_\text{in} = (U_\text{be} + U_{R_\text{e}}) / I_\text{b}. }[/math]

Выходное сопротивление [math]\displaystyle{ r_\text{out} }[/math] для большого сигнала:

[math]\displaystyle{ r_\text{out} = U_\text{out} / I_\text{out} = U_{R_\text{e}} / I_\text{e} = R_\text{e}. }[/math]

Достоинства и недостатки

Достоинства

Большое входное сопротивление.
Малое выходное сопротивление.
Широкий частотный диапазон.

Недостатки

Коэффициент усиления по напряжению немного меньше 1.

Применение

Эмиттерный повторитель используется для согласования источников сигнала с высоким внутренним сопротивлением с низкоомной нагрузкой, например, для построения входных усилителей, как буферный усилитель, в каскадах с дифференциальным входом, а также в выходных каскадах усилителей мощности.

См. также

Ссылки

Шаблон:Транзисторные усилители