4.4. СХЕМА С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ, ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ

Принцип действия схемы с общим коллектором состоит в следующем.

Рис. 4.23. Эмиттерный повторитель. Коэффициент усиления по напряжению Входное сопротивление Выходное сопротивление

Если приложить входное напряжение большее чем 0,6 В, то протекает коллекторный ток, который вызывает падение напряжения на Выходное напряжение возрастает настолько, чтобы напряжение база-эмиттер достигло 0,6 В. Тогда

Если увеличить, то коллекторный ток, а также и падение напряжения на повышаются. Вследствие этого напряжение лишь незначительно увеличивается при повышении коллекторного тока. Следовательно, выходное напряжение возрастает почти так же, как входное, и коэффициент усиления по напряжению равен

Поскольку изменение потенциала эмиттера повторяет изменение потенциала базы, то схему с общим коллектором часто называют эмиттерным повторителем.

Для точного расчета коэффициента усиления по напряжению воспользуемся основным уравнением (4.7); с учетом

получим

При найдем

что совпадает с результатом, полученным из физических соображений.

Входное сопротивление эмиттерного повторителя не отличается от входного сопротивления схемы с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току.

Это следует из формулы (4.17) при условии, что

Выходное сопротивление можно легко рассчитать для При выходное сопротивление эмиттерного повторителя равно входному сопротивлению схемы с общей базой. Следовательно, в этом случае имеем

С учетом и основных уравнений (4.6) и (4.7) получим

Поясним на числовом примере, каким малым может быть выходное сопротивление. При и получаем

При таких параметрах схемы входное сопротивление составляет

Таким образом, оно в 6000 раз больше, чем Поэтому эмиттерный повторитель представляет собой преобразователь сопротивления. Он передает практически всю величину источника сигнала на значительно более низкоомный резистор. Путем включения эмиттерного повторителя можно согласовывать высокоомный каскад с низкоомным.

Установка рабочей точки производится так же, как в схеме с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току. Для выбора потенциала эмиттера имеется больше возможностей, так как потенциал коллектора не зависит от управляющего сигнала и равен Следовательно, можно выбрать более высоким, чем в схеме с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току. Благодаря этому имеется возможность простой гальванической связи эмиттерного повторителя с выходом предыдущего каскада, как показано на рис. 4.24. Для того чтобы при выбранном распределении потенциалов мог протекать коллекторный ток в необходимо, чтобы

Особенностью эмиттерного повторителя является то, что при управлении очень малыми переменными сигналами к нему благодаря низкому сопротивлению можно подключать низкоомную нагрузку.

Рис. 4.24. Пример непосредственной связи эмиттерного повторителя с предыдущим каскадом.

Это возможно потому, что сопротивление нагрузки по переменному току подключено параллельно сопротивлению отрицательной обратной связи Если его взять низкоомным по сравнению с то даже при малых сигналах ток управления станет соизмеримым с током при отсутствии сигнала; при этом появляются искажения. Для того чтобы они были незначительны, необходимо, чтобы

Отсюда следует условие

Для рассмотренного числового примера получим, что при Ом максимально допустимая амплитуда составляет

Из формулы (4.28) видно, что для напряжения необходимо выбрать номинал резистора нагрузки, исходя из условия