Эмиттерный повторитель

Эми́ттерный повтори́тель — частный случай повторителей напряжения на трёхэлектродных активных приборах на основе биполярного транзистора (катодного повторителя, истокового повторителя).

Характеризуется высоким коэффициентом усиления по току, коэффициент передачи по напряжению близок к единице. При этом входное сопротивление повторителя относительно велико, а выходное сопротивление — мало. Обладает широким диапазоном усиливаемых частот.

Описание схемы

В эмиттерном повторителе транзистор включён по схеме с общим коллектором (ОК). То есть, потенциал коллектора при работе каскада неизменен относительно «земли» и коллектор обычно подключается к источнику питания.

Входной сигнал подаётся на базу, а выходной сигнал снимается с эмиттера. В схеме образуется 100 % отрицательная обратная связь по напряжению, это существенно уменьшает нелинейные искажения сигнала.

Фазы входного и выходного сигнала совпадают, то есть усилитель является неинвертирующим.

Основные соотношения

По постоянному току:

I_{\text{in}}=I_{\text{b}},

I_{\text{out}}=I_{\text{e}},

U_{\text{in}}=U_{\text{be}}+U_{R_{\text{e}}},

U_{\text{out}}=U_{R_{\text{e}}},

где $I_{\text{in}},\ I_{\text{out}},\ U_{\text{in}},\ U_{\text{out}}$ — входные и выходные токи и напряжения соответственно, индексы b, e — указывают на базу и эмиттер, $U_{\text{be}}$ — напряжение между базой и эмиттером, $U_{R_{\text{e}}}$ — напряжение на эмиттерном резисторе.

Коэффициент передачи по току $K_{I}$ для большого сигнала:

I_{\text{out}}/I_{\text{in}}=I_{\text{e}}/I_{\text{b}}=I_{\text{e}}/(I_{\text{e}}-I_{\text{c}})=\beta \gg 1,

$\alpha ,\ \beta$ — коэффициенты передачи по току в схемах с общей базой и с общим эмиттером соответственно.

Коэффициент передачи по напряжению $K_{U}$ для большого сигнала:

U_{\text{out}}/U_{\text{in}}=U_{R_{\text{e}}}/(U_{\text{be}}+U_{R_{\text{e}}})<1.

Входное сопротивление $r_{\text{in}}$ для большого сигнала:

r_{\text{in}}=U_{\text{in}}/I_{\text{in}}=(U_{\text{be}}+U_{R_{\text{e}}})/I_{\text{b}}.

Выходное сопротивление $r_{\text{out}}$ для большого сигнала:

r_{\text{out}}=U_{\text{out}}/I_{\text{out}}=U_{R_{\text{e}}}/I_{\text{e}}=R_{\text{e}}.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

Большое входное сопротивление.
Малое выходное сопротивление.
Широкий частотный диапазон.

Недостатки:

Коэффициент усиления по напряжению немного меньше 1.

Применение

Эмиттерный повторитель используется для согласования источников сигнала с высоким внутренним сопротивлением с низкоомной нагрузкой, например, для построения входных усилителей, как буферный усилитель, в каскадах с дифференциальным входом, а также в выходных каскадах усилителей мощности.

См. также

Ссылки