Наибольшее входное сопротивление получается при /?эКд>г*:

(99)

У отдельных маломощных транзисторов сопротивление коллекторного перехода Гк достигает нескольких мегомов.

Входное сопротивление эмиттерного повторителя ограничивается сопротивлением делителя, в цепи базы, задающего начальное смещение. Как известно, в интересах стабильности сопротивление в цепи

7 te "s

<«3

>-0

рис. 44. Схемы эмиттерных повторителей. 100

базы должно быть небольшим. При непосредственном соединении входа с источником сигнала делитель можно исключить, а смещение задать при помощи отдельной батареи или стабилитрона.

Практически входное сопротивление простого эмиттерного повторителя трудно сделать большим 100-200 ком. Ведь повторитель является согласующим устройством и работает на низкоомную нагрузку, поэтому даже при больших значениях и входное сопротивление определяется в основном сопротивлением нагрузки:

«Ех~Р/?н. (100)

Из всего сказанного следует, что для повышения входного сопротивления эмиттерного повторителя необходимо увеличивать сопротивление в цепи эмиттера, сопротивление коллекторного перехода Лк и сопротивление делителя в цепи базы.

Поскольку нагрузка задана, увеличение сопротивления в nenff эмиттера достигается включением нагрузки через второй эмиттерный • повторитель (рнс. 44, б) или даже через несколько последовательно включенных повторителей.

Условие /?„1/?э к может быть выполнено при непосредственном подключении малого сопротивления нагрузки, если коэффициент усиления Р транзистора достаточно велик. Чтобы его получить, применяют составные транзисторы, у которых результирующий коэффициент усиления приблизительно равен произведению коэффициентов усиления составляющих транзисторов: Рсост = PiPz (рис. 44, в). Заметим, что в отношении входного сопротивления составной транзистор представляет собой каскадное соединение двух эмиттерных повторителей, причем эмиттерный ток первого нз них является базовым током второго.

Теоретическое значение наибольшего входного сопротивления, которое можно получить прн каскадном соединении эмиттерных повторителей, уменьшается с ростом их числа по сравнению с макси-мально возможным входным сопротивлением простого повторителя, равного /"к- При каскадном соединении сопротивления коллекторных переходов отдельных транзисторов оказываются включенными параллельно. Поэтому наибольшее возможное входное сопротивление эмиттерного повторителя на составном транзисторе, например, равно Гк/2. Смысл же каскадирования заключается в том, что с ростом числа каскадов влияние величины нагрузки на входное сопротивление падает быстрее, чем само входное сопротивление.

Например, простой эмиттерный повторитель, собранный на транзисторе с параметрами Р=50, /к =2 Л1олг, имеет вхОдное сопротивление 500 ком прн сопротивлении в цепи эмиттера /?э/?н/(/?э+н)= = 32 ком. То же входное сопротивление будет получено прн нагрузке всего 800 ом. если повторитель собрать на составном транзисторе (прн тех же параметрах составляющих транзисторов). Прн каскадном соединении двух эмиттерных повторителей, полагая сопротивление в цепи эмиттера первого транзистора равным 10 ком, и сопротивление нагрузки 800 ом, получим входное сопротивление 350 ком. 1 Сопротивление нагрузки уменьшилось в 40 раз, а входное сопротнв-I ленне -лишь в 1,5 раза (шунтирующее действие сопротивления цепи смещения первого транзистора не учитывалось).

Дальнейшее повышение входного сопротивления требует увеличения Известно, что сопротивление коллекторного перехода обратно пропорционально току через него и цропорционально корню

квадратному из напряжения коллектор - база. Поэтому работа транзистора с малым коллекторным током является обязательной предпосылкой получения высокого входного сопротивления. Если увеличивать сопротивление в цепи эмиттера, оставляя ток через транзистор неизменным за счет повышения напряжения батареи, то бо-противление Гц также остается неизменным, ограничивая входное сопротивление. Если же с увеличением напряжение батареи не менять, то, благодаря уменьшению тока, коллекторное, а вместе с ним и входное свпротивление будут возрастать. Одновременно с этим возрастает выходное сопротивление, поэтому на выходе первого повторителя включают второй, входное сопротивление которого должно быть много больше сопротивления в цени эмиттера первого.

Например, входное сопротивление эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе П402 (он имел Р = 100 и /"1=8 мом при /э = 1 ма) и питаемого от батареи с напряжением 12 в, зависело от сопротивления в цепи эмиттера Ra (с учетом оопротивления вольтметра, но без учета сопротивления цепи смещения) следующим образом:

Rs. ком...... 1,2 12 108 360

Is. мка...... 2460 425 55 17 "

Rex, Мом..... 0,1 0,81 §,5 20

Р......... 83,5 67,5 51 55,5

Практически входное сопротивление равно здесь Р/?э и сопротивлением Гк не шунтируется. Увеличение самого произведения рэ затрудняется тем, что с уменьшением тока значение Р уменьшается и, кроме того, сам ток должен быть все-таки заметно больше неуправляемого обратного тока коллектора /ко. Существуют транзисторы, специально предназначенные для работы в микротоковом режиме, но они пока редкость и мы их касаться не будем. А стремление увеличить Rsi без дальнейшего уменьшения тока приводит опять к Составному транзистору, работающему с малыми токами.

Для повышения входного сопротивления широко используют обратные связи. При каскадном соединении эмиттерных повторителей. Например, увеличивают эффективные значения сопротивлений в цепях эмиттеров, присоединяя их не к одному из полюсов источника питания, а к эмиттерам последующих эмиттерных повторителей (рис. 44, г). Эффективное сопротивление резистора Rei, задающего совместно, с батареей £б1 начальный ток базы первого транзистора, увеличивается во столько же раз, что и э1> э именно, в 1/1 - К раз, где К - коэффициент передачи напряжения устройства в целом. На рис. 44 показано еще несколько вариантов повышения эффективного сопротивления цепей смещения при помощи обратных связей. Для простоты на всех схемах показан простой эмиттерный повторитель, хотя чаще применяются многокаскадные схемы, в которых обратные связи действуют более эффективно. Сопротивления резисторов /?б сами по себе могут быть выбраны достаточно большими, так как отрицательная обратная связь устранит ту повышенную нестабильность, которая имела бы место при больших Re

На рис. 45, а приведена схема двухкаскадного эмиттерного повторителя с отрицательной обратной связью, действующей с выхода усилителя на коллектор первого транзистора через конденсатор большой емкости Сз. Входное сопротивление усилителя в полосе частот 10 гч-100 кгц равно 5,6 Мом.