Эмиттерный повторитель

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

Эмиттерный повторитель на основе npn-транзистора

Используемая на практике схема усилителя мощности переменного сигнала на эмиттерном повторителе. Резисторы $R_1$$R_{1}$ и $R_2$$R_{2}$ задают положение начальной рабочей точки транзистора («смещение»). $C_1$$C_{1}$ и $C_2$$C_{2}$ устраняют постоянную составляющую входного и выходного сигналов и влияние внутренних сопротивлений источника и приёмника сигналов на положение рабочей точки по постоянному току.

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 схемыПравить

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 соотношенияПравить

По постоянному току:

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

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

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

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

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

Коэффициент передачи по току $K_I$$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}})=\mathrm{\beta <!--\; \beta \; -->}\gg <!--\; \gg \; -->1,$$I_{\text{out}}/I_{\text{in}}=I_{\text{e}}/I_{\text{b}}=I_{\text{e}}/(I_{\text{e}}-I_{\text{c}})=\beta \gg 1,$ 

$\mathrm{\alpha <!--\; \alpha \; -->},\mathrm{\beta <!--\; \beta \; -->}$$\alpha ,\ \beta$  — коэффициенты передачи по току в схемах с общей базой и с общим эмиттером соответственно.

Коэффициент передачи по напряжению $K_U$$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}}$$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}}.$$r_{\text{in}}=U_{\text{in}}/I_{\text{in}}=(U_{\text{be}}+U_{R_{\text{e}}})/I_{\text{b}}.$ 

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

Достоинства и недостаткиПравить

Достоинства

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

Недостатки

• Коэффициент усиления по напряжению немного меньше 1.

ПрименениеПравить

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. такжеПравить

• Схема с общим эмиттером
• Схема с общей базой
• Каскады усиления
• Схема с общим коллектором

СсылкиПравить

• Learning Common Collector Configuration
• R Victor Jones: Basic BJT Amplifier Configurations
• NPN Common Collector Amplifier — HyperPhysics]
• Theodore Pavlic: ECE 327: Transistor Basics; part 6: npn Emitter Follower
• Doug Gingrich: The common collector amplifier U of Alberta
• Raymond Frey: Lab exercises U of Oregon
• Circuits. Transistors. Emitter Follower