Повторитель на составном транзисторе (по схеме Дарлингтона). В этом повторителе (рис. 9-7) входное сопротивление 2-го транзистора, вычисляемое по формуле (9-1), играет роль эмиттерной нагрузки по отношению к 1-му транзистору. Следовательно, чтобы найти входное сопротивление повторителя в цело.м, нужно заменить в формуле (9-16) величину \\ R на /?вх2. тогда

/?bx(l+Pl)№/?ox2). .

Если /?вх2 > Гщ, как обычно бывает, то входное сопротивление повторителя согласно (9-2) будет близко к г, причем эго максимальное значение в отличие от простого повторителя получается при вполне реальном конечном значении R II R (сотни ом и более).

Количественный расчет параметров

Rex, к и /?вь1х МОЖНО ОСуЩССТВЛЯТЬ ЛИ-

бо покаскадно (рассматривая транзистор Та как нагрузку для Т, а транзистор Ti как источник сигнала для Т), либо заменяя комбинацию Tj, одним Рис. 9-7. Порторитель на со- составным транзистором со свойсгвен-ставном транзисторе. ными ему параметрами (см. § 4-10).

В частности, если использовать второй путь, то, умножая обе части (4-1186) на 1 + ~ Р1Р2 и учитывая соотношение Гкх/га = + Рг [поскольку /32== (1 + Рг) hi (см. с. 234)], получаем:

вх. макс TjS 2 к

. Коэффициент передачи в составном повторителе выражается формулой, близкой к (9-9), т. е. он намногд ближе к единице, чем Б простом повторителе. Значения к Ss 0,995 можно считать типичными. Выходное сопротивление, напротив, оказывается значительно меньше, чем в простом повторителе, поскольку истинное значение Rr пересчитывается 1-м транзистором согласно (9-66), так что для 2-го транзистора источник сигнала имеет сопротивление, близкое к Гд. Учитывая различие в токах транзисторов, нетрудно прийти к выводу, что результирующее выходное сопротивление составляет примерно 2гэ2. Если же токи обоих транзисторов одинаковы , то результирующее выходное сопротивление определяется формулой (9-6в), т. е. /-51.

Переходные и частотные характеристики входного сопротивления определяются в первую очередь постоянной времени

Равенство токов, как отмечалось в § 4-10, достигается путем включения в схему генератора тока (на рис. 9-7 показан пунктиром). Этот генератор, рассчитываемый из условия желательной разности токов /jj - /gg, может быть реализован либо в виде резистора, питаемого от источника положительной э. д. с, либо в виде транзистора, включенного по схеме ОБ с заданным током эмиттера.

наиболее низкочастотного из двух транзисторов (им обычно оказывается транзистор Tg, поскольку он работает с большими токами). Поэтому даже при использовании дрейфовых транзисторов граничная частота (на уровне 0,7 Rx) редко превышает ЕОО-600 кГц

Наконец, нужно заметить, что входное сопротивление может сильно меняться с изменением температуры. Это объясняется в первую очередь зависимостями (Т) и р (Т).

В случае германиевых транзисторов добавляется зависимость /ji (Т): при повышенной температуре ток /gg заметно уменьшается из-за роста теплового тока, а это означает уменьшение тока /дх и соответствующие изменения параметров rgi и Pi. В зависимости от выбора начальной рабочей точки транзистора уменьшение тока /i может привести и к уменьшению, и к увеличению Rex

Составной повторитель с внутренней обратной связью. Для того чтобы искусственно увеличить сопротивление г 1 в схеме на рис. 9-7, нужно изменять потенциал Vi пропорционально потенциалу Vi. Тогда разность потенциалов {Укб1 будет значительно меньше, чем Ui, ток через сопротивление г 1 сильно уменьшится, а это равносильно увеличению ri- Для реализации этой идеи в схему (рис. 9-8) вводится сопротивление Rki и на коллектор транзистора полностью подается переменная

составляющая выходного напряжения [128]. Батарея Е компенсирует постоянную составляющую коллекторного потенциала Практически вместо батареи используют либо конденсатор большой емкости, либо полупроводниковый стабилитрон; однако для расчетов это не имеет значения.

Очевидно, что эквивалентное увеличение сопротивления г обусловлено уменьшением тока через него при одном и том же вход; ном сигнале. Действительно, ток /,1 в схеме на рис. 9-8 равен:

(£, - (;,ь,.)/Гн1 = £г (1 - Ки)/Гк1.

Поэтому, определяя эквивалентное сопротивление ггдв как EJlr, получаем:

Поскольку схема является повторителем (к тому же составным), коэффициент передачи Ки близок к единице и сопротивление гх увеличивается в сотни раз. Положим для простоты ri = оо. Тогда из (4-1186) получаем Гк = Гкг и, следовательно,

rKSPxrH*v?Pir 2. (9-18)

Рис. 9-8. Составной повторитель с внутренней обратной связью.

Таким образом, в данной схеме можно получить значение Rbx. макс значительно большее, чем в простом повторителе. Для этого, однако, нужно, чтобы рабочий ток транзистора был таким же, как в простом повторителе (тогда будут одинаковы коллекторные сопротивления). Практически входное сопротивление в схеме на рис. 9-8 на низких частотах может достигать 100 МОм, если, конечно, сопротивления R и R достаточно велики.

С ростом частоты (или скорости изменения сигнала) входное сопротивление уменьшается. Причина этого уменьшения заключается не только в зависимости Р (О, но и в запаздывании сигнала обратной связи. В самом деле, в первый момент t/вых (0) == О, поэтому сопротивление г имеет нор-

мальное, сравнительно небольшое зна-

чение. Установившаяся величина (9-17) получится лишь после установления коэффициента Ки- Под действием обоих

1 J коэффициента Ки- Под действием обоих

-(Q инерционных факторов р (О и Ка (О

пхппнпр гпппптик.пение в данном по-

входное сопротивление в данном по- вторителе устанавливается медленнее, eb,x=KaUex чем в предыдущем, а его граничная час-

-о тога оказывается соответственно меньше.

В связи с огромным входным со-Рис. 9-9. Вход повторителя противлением сложных повторителей со следящей связью. особенно остро встает вопрос о цепи

смещения базы: делать сопротивления делителя Ri, R (см. рис. 9-1) порядка десятков мегаом нельзя не только из-за температурной нестабильности, но главным стразом из-за невозможности обеспечить нужный ток базы. В случае усилителей переменного тока наилучшим выходом из положения является использование следящей связи в цепи базы (рис. 9-9). Идея такого решения та же, что и в схеме на рис. 9-8: сопротивление R выбирается сравнительно низкоомным (сотни килоом), способным обеспечить необходимый ток базы, а по отношению к переменным составляющим величина R искусственно повышается в 1/(1 - Кв) раз за счет обратной связи с выхода повторит&пя. Таким образом, эквивалентное сопротивление /?зэкв может достигать десятков мегаом и не будет существенно шунтировать вход повторителя. Делитель R, R2 н такой схеме может имегь любое разумное сопротивление.

Повторитель с динамической нагрузкой. Как в простом, так и в составном повторителе увеличение сопротивления R затру.дня-ется ростом постоянной составляющей напряжения IRg. Это затруднение можно обойти, используя вместо омического сопротивления Rg нелинейный элемент с большим дифференциал ь-н ы м сопротивлением и малым сопротивлением п остоянному току. Для этого можно использовать второй транзистор, включенный по схеме ОБ или ОЭ. Последнее включение (рис. 9-10) позволяет