Работа 2.1

Исследование эмиттерного повторителя

2.1.1 Эмиттерный повторитель

Эмиттерным повторителем называют усилитель, в котором транзистор включен по схеме с общим коллектором (рис. 2.1.1). Поскольку внутреннее сопротивление источника питания  мало, коллектор транзистора по переменной составляющей напряжения соединен с общей шиной. Резистор, с которого снимается выходное напряжение, включен в цепь эмиттера.

Рис. 2.1.1

Коэффициент   усиления   напряжения   близок к единице, хотя и не равен ей. Напряжение эмиттера в схеме на рис. 2.1.1 повторяет входной сигнал. Отсюда происходит название схемы – эмиттерный повторитель. В эмиттерном повторителе отсутствует усиление напряжения, но в то же время наблюдается значительное усиление тока. Наибольшего значения, равного , коэффициент усиления тока достигает в режиме короткого замыкания выходных зажимов. Коэффициент усиления мощности равен произведению коэффициентов усиления тока и напряжения.
Эмиттерный повторитель имеет большое входное и малое выходное сопротивления. Если на входе включен делитель напряжения, как на рис. 2.1.1, входное сопротивление определяется сопротивлением параллельной цепочки . Для транзисторов малой и средней мощностей входное сопротивление составляет несколько кОм, а выходное – десятки Ом. Эмиттерные повторители часто используют для согласования высокоомных источников усиливаемых сигналов с низкоомными нагрузками.

2.1.2 Составные транзисторы

В усилителях на дискретных элементах и в интегральных микросхемах применяют составные транзисторы, представляющие собой комбинацию из двух каскадно включенных транзисторов. Чаще других используют схему Дарлингтона (рис. 2.1.2). Как видно из схемы, составной транзи­стор имеет три вывода, эквивалентные эмиттеру, базе и коллектору. Поэтому его можно рассматривать как единый n-p-n транзистор, имеющий коэффициент усиления тока . В настоящее время составные транзисторы выпускаются в виде отдельных приборов. Например, широко используется со­ставной транзистор КТ827.

Составные транзисторы находят применение в эмиттерных повторителях. Замена одиночного транзистора в эмиттерном повторителе схемой Дарлингтона увеличивает входное и уменьшает выходное сопро­тивления схемы.

2.1.3 Порядок расчета эмиттерного повторителя

Исходными данными для расчета являются ток коллектора  и напряжение питания .

1. Выбираем напряжение эмиттера . Для обеспечения максимального размаха выходного напряжения необходимо, чтобы выполнялось условие .
2. Рассчитываем сопротивление эмиттерного резистора по формуле:  .
3. Рассчитываем сопротивления делителя . Напряжение базы относительно земли . Сопротивление резисторов выбираем таким, чтобы ток делителя был приблизительно в 10 раз меньше тока базы: . Сопротивление резисторов .

2.1.4 Рекомендации по сборке схем

В схемах эмиттерных повторителей использовать модели  n-p-n транзисторов  Q2N3904 или  Q2N2222 из библиотеки EVAL.slb. Примеры схем повторителей можно найти в файлах W2_1_1, W2_1_2 в папке  EMF\Labs.

2.1.5 Рекомендуемая литература

1. Гусев, В. Г. Электроника и микропроцессорная техника: учеб. для вузов / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2004. – 790 с.
2. Быстров, Ю. А. Электронные цепи и микросхемотехника: учеб. / Ю. А. Быстров, И. Г. Мироненко. – М.: Высш. шк., 2002. – 384 с.: ил.
3. Хоровиц, П. Искусство схемотехники / П. Хоровиц, У. Хилл: пер. с англ. – 6-е изд. – М.: Мир, 2003. – 704 с., ил.
4. Довгун, В. П. Электротехника и электроника: учеб. Пособие: в 2-х ч. Ч. 2 / В. П. Довгун. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 252 с.