Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
Выходной импеданс усилителя записывается следующим образом:
Z0 = u / ic (9.40)
Для расчета необходимо знать величину тока і, протекающего по коллекторному сопротивлению zc. Используя закон Кирхгофа, запишем:
i = ic-?ib (9.41)
Величину ib можно определить по формуле для делителя токов:
i.R.
R'+R.
(9.42)
9.7. ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ [2ЇТ
Подставив это выражение в предыдущую формулу, получим:
1 +
?Re
R'+R
Напряжение и можно записать в виде: и = iz + LR'IIR.
с SlIe
а выходной импеданс как:
1 +
R!+R.
+ RUJR.
Обычно |zc| » Re, что позволяет записать:
Z0 «zc
1 +
?Re
R'.+R.
(9.43)
(9.44)
(9.45)
(9.46)
Как правило, zc умножается на большой коэффициент, в результате чего получается высокое значение полного выходного сопротивления. Следовательно, усилитель с общим эмиттером может рассматриваться как хороший источник тока.
9.7. Эмиттерный повторитель
Эмиттерный резистор предназначен для связи коллекторного тока с базовым, которая влияет на смещение рабочей точки, усиление и полное входное сопротивление. Такое влияние получило название обратная связь (ОС). Благодаря этому в схеме с общим коллектором (он называется также эмиттерным повторителем) коллекторный резистор (рис. 9.12а) не нужен и в качестве нагрузки используется сопротивление в цепи эмиттера.
Когда эмиттерный переход открыт, выходное напряжение будет равно входному за вычетом падения напряжения на переходе база-эмиттер Uf.
Это означает, что для переменного сигнала усиление по напряжению приблизительно равно единице. Поскольку знак выходного напряжения такой же,вкак и у входного, эмиттерный повторитель не является инвертором в отличие от схемы
Vi о
о) б)
Рис. 9.12. Эмиттерный повторитель (а) и малосигнальная схема замещения, используемая для определения выходного импеданса (б)
2Ї2І 9. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
с ОЭ. Эмиттерный повторитель не имеет усиления по напряжению, но дает полное усиление по току, в силу чего увеличивается мощность сигнала. Эмиттерный повторитель хорошо использовать в качестве буферного усилителя, так как его входное сопротивление очень велико. Можно установить эмиттерный повторитель между источником и нагрузкой, если источником является, например, генератор или фильтр, на работу которого сильно влияет изменение нагрузки. В этом случае можно применить формулы для напряжения смещения (уравнение 9.27) и входного импеданса (уравнение 9.34), полученные для усилителя с ОЭ, поскольку в качестве входа также используется база транзистора. Влияние емкости Миллера можно не учитывать, так как коллекторное напряжение будет постоянным. Однако значение выходного импеданса окажется совершенно другим, потому что выходной сигнал берется с эмиттера, который является выводом с низким полным сопротивлением. Малосигнальная эквивалентная схема приведена на рис. 9.126. Выходной импеданс можно записать в виде:
На практике эта величина для усилителей очень мала, порядка нескольких ом, вот почему эмиттерный повторитель считается почти идеальным источником напряжения. Следует также заметить, что в малосигнальной модели коллектор по переменной составляющей заземлен.
По этой причине эмиттерный повторитель классифицируется как усилитель с общим коллектором, хотя в действительности коллектор соединен с источником питания, а не с «землей». В схеме радиостанции NorCal 4OA эмиттерные повторители установлены в усилителе НЧ, в цепи детектора и в смесителе передатчика.
9.8. Дифференциальный усилитель
Дифференциальный усилитель имеет два входа и образует сигнал, представляющий собой разность двух входных сигналов. Дифференциальные усилители применяются во многих областях радиоэлектроники, так как позволяют Избавиться от помех, а также уменьшить температурную нестабильность. Смесители и УНЧ в радиостанции NorCal40A основаны на дифференциальных усилителях. Простейшая схема дифференциального усилителя представлена на рис. 9.13.
Z0 = u / ie
а выходное напряжение рассчитать по формуле: U = HLR,'
D S
где значение R/ вычисляется как:
. (9-47)
(9.48)
(9.49)
(9.50)
(9.51)
9.8. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ [Ш
Реальные схемы смесителей и УНЧ гораздо сложнее, чем приведенные в данном разделе, более подробно они будут рассмотрены в следующих главах. Дифференциальный усилитель выполнен на базе двух совершенно идентичных усилителей с ОЭ, причем эмиттерные резисторы соединены в общей точке. Через резистор R1 они связаны с «землей». Такая схема получила название дифференциальный усилитель с питанием через общий резистор. Общим является резистор Rt, причем Rt» Re. Ниже будет показано, насколько полезно такое соотношение.
Рассмотрим, что произойдет, если приложить два равных, но противоположных входных напряжения:
U11 =-ц2 (9.52)
Разница в знаках напряжений обусловлена разным направлением эмиттерных токов. Можно записать:
Vcc
Rt
!
Рис. 9.13. Дифференциальный усилитель с питанием через общий резистор. Напряжение и ток являются переменными сигналами. Напряжение смещения и токи не показаны
(9.53)
Тогда общий ток будет рассчитываться по формуле:
