сопротивление повторителя определится формулой (7-2), в которой сопротивление Гд следует заменить указанным эквивалентным со-

противлением

=/-б+(1+р) [/-2ii (/-а+R, mi

(9-1 а)

На практике всегда выполняется соотношение < II R (поэтому на рис. 9-2 сопротивление Гд показано пунктиром). В этом случае формула (9-1а) упрощается и становится более наглядной:

i?Bx/-6-l-(l-bP) {rR.lR,).

(9-16)

Здесь первое слагаемое обычно пренебрежимо мало по сравнению со вторым. Кроме того, в большинстве случаев внешние сопротивления Rg и JR значительно меньше, чем Гк, и последнее можно не учитывать. Однако оно накладывает принципиальное ограничение на входное сопротивление. Действительно, если предположить RsW i?h>-k,T0H3 (9-1) полу-

чим максимально возможное значение входного сопротивления:

(9-2)

Рис. 9-2. Эквивалентная схема повторителя в области средних частот.

Как известно, сопротивление / у маломощных транзисторов доходит до 1 МОм и выше .

Практически при холостом ходе (Ra = оо) и при сопротивлении Rg порядка 10 кОм можно получить R. до 100- 200 кОм. При наличии нагрузки входное сопротивление обычно определяется значением R, которая в случае повторителя не бывает большой (иначе не имеет смысла использовать повторитель). Если нагрузка не остается постоянной, то меняется и входное сопротивление.

Величина входного сопротивления сильно ограничивается делителем в цепи базы. Для хорошей стабильности согласно (6-9) желательно иметь Ri II i?2 < Rg, а для сохранения большого входного сопротивления желательно иметь Ri R > Rk ~ р (э II и)- Сочетание этих условий возможно лишь тогда, когда Rg > R. ото в свою очередь означает сравнительно низкоомную нагрузку Ra (200-300 Ом), так как Rg не может быть очень большим из-за трудностей в установлении необходимого режима транзистора.

На схеме для простоты не показаны сопротивления делителя Ri, R. Влияние делителя можно учесть по теореме об эквивалентном генераторе (см. § 7-2).

При малых рабочих токах (десятые доли миллиампера и менее) можно согласно (4-24) увеличить г, а вместе с ним и ?вх.макс но много раз. Однако при этом ухудшаются другие параметры повторителя, прежде всего нагрузочная способность.

в схемах, в которых входное сопротивление должно иметь возможно большую величину, приходится либо использовать непосредственную связь с источником сигнала (без делителя), либо искусственно повышать сопротивление цепи смещения (см. § 9-3).

Важнейшая особенность эмиттерного повторителя состоит в том, что его входное сопротивление резко уменьшается в случае коротких импульсов или при повышенной частоте, даже сравнительно небольшой. Такая зависимость, как и в других случаях, обусловлена инерционностью процессов в базе транзистора, а также наличием коллекторной и нагрузочной емкостей. Из рис. 9-3 легко

видеть, что в первый момент после подачи импульса входное сопротивление будет равно / б, т. е. очень мало по сравнению с (9-1). За время переходного процесса увеличивается до значения (9-1).

Перейдем к количественному анализу. Подставив р (s), Z* (s) и Zh., (s) в формулу (9-16), после некоторых преобразований можно привести изображение входного сопротивления к следующему общему виду:

Рис. 9-3. Эквивалентная схема повторителя в области малых времен.

Zbx (S) Гб + (1 + р) {ПII Rg II/? J r+g5.

Здесь

(9-3)

а = ТрТн. э-fTaTK;

Тр = трт; х. д = Тн. sVk.- < = тЛ1 - у1) = Ct (rt \ Rg\ R);

Выражение (9-3) подтверждает резкое уменьшение входного сопротивления при t - О (т. е. при s = оо), а также показывает возможность немонотонного изменения функции Z ip). В случае С = О выражение (9-3) упрощается и с некоторым приближением можно представить его в следующем виде:

Bx(s)-6-

(H-P)(rgp,/? )

>+ (Р + к)

(9-4)

Изображению (9-4) соответствует функция zx {t), которая равна Гб при f = О и экспоненциально (с постоянной времени tp + Тк) возрастает до значения (9-16). Отсюда следует, что для коротких импульсов, с длительностью < (тр -J- Тк), входное сопротивле-

ние существенно меньше статического и в пределе может быть близко к Гб- С учетом нагрузочной емкости критерием короткого сигнала будет t < (Тр + Тк + т =,).

В случае бездрейфовых сплавных транзисторов обычно можно считать короткими импульсы с длительностью менее 10 мкс, а в случае дрейфовых - с длительностью менее 1 мкс.

Частотные характеристики Zx (to) получаются заменой] оператора S оператором /со в формулах (9-3) и (9-4) и имеют, как правило, спадающий характер. Так, при = О [см. формулу (9-4)] частотная характеристика близка к простейшей функции

вхИ-(9-5)

где граничная частота со = 1/(тр + Тк). Однако при ю -voo входное сопротивление приближается не к нулю, а к величине г. Для бездрейфовых транзисторов частота f. обычно лежит в пределах 50-100 кГц; для дрейфовых транзисторов эти пределы примерно на порядок больше.

Кривые, изображающие переходные и частотные характеристики Zbx, подобны кривым коэффициента передачи (см. ниже).

Выходное сопротивление. Этот параметр определяет нагрузочную способность повторителя как для активной, так и для комплексной нагрузки. Выходное сопротивление можно найти из рис. 9-2 при Ег = 0. Для этого сначала зададим э. д. с. Е несколько правее точек Б и К. Тогда /g = £/(/?, + г), а /£ = /б (1 -f Р), откуда следует:

Теперь, перемещаясь от точек Б-К к зажимам Э-К, легко записать выходное сопротивление в следующем общем виде:

Явых -

1-fp

ri + Гд)

R,. (9-6а)

Обычно сопротивления ri к R в этом выражении малосущественны, и его можно представить в таком виде:

/?Bb.x r,-f. (9-66)

В случае весьма низкоомного источника сигнала (R < г) и достаточно большой величины р можно иногда пренебречь вторым членом в (9-66) и получить:

Рв.хГд. (9-6в)

Однако это простейшее соотношение утрачивает силу при больших токах, когда сопротивление уменьшается.