При токе 1 мА сопротивление R согласно (9-6в) составляет всего 25 Ом и легко может бьпь уменьшено-путем увеличения рабочего тока в допустимых пределах. Минимальное выходное сопротивление (при Гэ О и = 0) выражается согласно (9-66) следующим образом:

R вых. мин = 1 р (9-7а)

и может составлять 0,5-2 Ом и меньше .

Важно отметить, что в эмиттерном повторителе выходное сопротивление зависит от сопротивления источника сигнала R. Последнее при малых значениях (например, у мощных транзисторов) может играть определяющую роль. В пределе, если R-oo, выходное сопротивление согласно (9-6а) стремится к максимальному значению

Rbux. макс Гк I Rg. (9-76)

Практически в большинстве случаев R < 2-5 кОм и тогда 7?вых не превышает 100-200 Ом, т. е. намного меньше, чем в каскаде ОЭ.

Иногда нагрузка повторителя меняется скачком. Тогда сопротивление /?вых следует рассматривать как функцию времени. Изображение этой функции получится, если подставить Р (s) и Z* (s) в формулы (9-6). Не вдаваясь в подробности анализа, заметим следующее. Если бы коллекторная емкость отсутствовала, то в первый момент после скачка нагрузки, когда Р = О, выходное сопротивление имело бы значение

URv + Гб) II /-к-f э] И = (/?г + Гб) II Rb, которая может быть гораздо б о л ь щ е, чем установившееся значение (9-66). При наличии получаем в первый момент Z* (0) = О и выходное сопротивление определяется формулой (9-6в), которая меньше установившегося значения (9-66). Однако последующий переходный процесс обычно оказывается немонотонным и сопротивление Rgx сначала всегда возрастает, а затем уменьшается до установившегося значения. Такое временное увеличение выходного сопротивления существенно в случаях импульсной нагрузки повторителя. Анализ показывает, что длительность переходного процесса определяется постоянной времени, близкой к тр/(1 -f- Py6)i где имеет величину, приведенную на с. 388.

Коэффициент передачи. Если из рис. 9-2 найти выходное напряжение и положить Гд Гк, что всегда вьшолняется, то

VB.,x-{i-hf>)h{Rs\\RuK);

-Rr-hRx

Отсюда, используя (9-la), получаем коэффициент передачи напряжения:

г+б + (Н-Р)[г$(Гз-Ь/?,р )]-

! Поскольку значение /?вых.миы соответствует большим токам, сопротивление rg, входящее в (9-7а), значительно меньше номинального значения вследствие модуляции сопротивления базы (см. § 4-6).

в тех случаях, когда < R II R,

(9-86)

Из (9-8) ясно видно, что /( < 1 и что величина Ка в первую очередь определяется сопротивлением Rr. При i?r = О коэффициент передачи обычно составляет не менее 0,995, но уже при R = 100- 300 Ом он падает до 0,98-0,99, а при /г = 1-т-2 кОм не превышает 0,95-0,98. Коэффициент передачи существенно зависит от сопротивления Rg II i? . Сопротивление г% обычно не играет большой роли, но оно принципиально ограничивает величину Ка. Так, если не учитывать внутреннюю обратную связь по напряжению, полагая = О, то при R ~>0 к Rg I! i? оо получаем:

(9-9)

Это предельное значение доходит до 0,9995 и больше.

Ослабляя входное напряжение, повторитель усиливает ток и мощность. Коэффициент усиления тока нетрудно получить из рис. 9-2, переходя на входе к генератору тока 1, шунтированному сопротивлением /?г, и считая Гд г%:

(9-10)

Как видим, усиление тока растет с увеличением сопротивления источника сигнала и уменьшением сопротивления нагрузки. При

условиях < Rg II г* и > i?bx

получается Ki акс (1 -f Р).

Перейдем к вопросу о передаче импульсов. Из рис. 9-3 видно, что если бы емкости С и Си отсутствовали, то в момент поступления ступенчатого сигнала на выходе сразу появилось бы некоторое напряжение, обусловленное непосредственной передачей сигнала через делитель, состоящий из сопротивлений {R + Ag) и {Rg II R *. Никакого усиления мощности при такой передаче, разумеется, нет. Это подтверждается формулой (9-10), которая в первый момент, при Р = О, дает /Сг < 1. Затем, по мере нарастания функции р (Q, часть тока р/б ответвлялась бы на выход и выходное напряжение дополнительно увеличивалось бы вплоть до установившегося значения, определяемого формулами (9-8) (кривая Ск = О, Сн = О иа рис. 9-4). Другая часть нарастающего тока p/g ответвлялась бы в цепь источника сигнала навстречу исходному тбку /б (0). Постепенное уменьшение входного тока соответствовало бы росту усиления и мощности вплоть до установившихся значений.

* В начале переходного процесса, когда р = О, сопротивление л* (0) =л и может не учитываться. Сопротивлением Гд также можно пренебречь.

Гис. 9-4. Переходные характеристики повторителя в области малых времен.

Влияние емкости С* сказывается в том, что начальный скачок напряжения на выходе отсутствует. Однако если постоянная времени, обуслов.пенная емкостью, значительно меньше, чем Тр (а это часто бывает так), то начальный участок переходной характеристики будет более крутым, чем последующий, обусловленный диффузионными процессами (кривая Сн = О иа рнс. 9-4). Емкость нагрузки Сд в первом приближении оказывает такое же влияние, как и емкость С, т. е. еще больше уменьшает крутизну начального участка фронта (кривая Сн = 100 пФ иа рис. 9-4). Кроме того, налищ1е емкостей приводит к увеличению времени нарастания в целом.

Для количественного анализа передачи импульсов подставим в формулу (9-86) изображения р (s), Zi (s) и Za. (s). Тогда после преобразований можно привести изображение Ки к следующей приближенной форме:

Здесь приняты обозначения:

01 = Тр + Тк-ЬТн. э. <22 = ТрТн.э4-ТаТк;

= f эТк; ti. э = t . ду1; Тк = т (1 - Y*).

Коэффициенты токораспределения Уб и v* и коэффициент усиления Рое определяются по тем же принципам, что и ранее (см. гл. 7):

Rs\\Rn+{Rr+r)

r*-f ll ll(R+M =

Легко заметить, что постоянные времени тэ и Ти являются произведениями соответствующей емкости (С или Ск) на сопротивление всех параллельно соединенных ветвей эквивалентной схемы:

Из выражения (9-И) следует, что переходный процесс может иметь не только апериодический, но и колебательный характер.

Условием апериодического режима [как можно убедиться, решив квадратное характеристическое уравнение для знаменателя (9-11)1 является неравенство

Y (4 + TK-fT,;. а) > У(Х1,Хп.э+ХаХк)(1+е>оеУб)- (9-12)

Это неравенство требует довольно определенного сочетания параметров, в частности либо достаточно малой, либо достаточно большой емкости нагрузки [1261. При средних значениях переходная характеристика может иметь выбросы (кривая С = 1000 пФ на рис. 9-4). Разумеется, использовать большую емкость Сн для ликвидации выбросов было бы неправильно, так как при этом