Почему при передаче больших перепадов входное сопротивление ИП может сильно падать?

Входная проводимость

Так как током затвора можно пренебречь, входная проводимость транзистора в ИП (рис. 5,а) обусловлена лишь межэлектродными емкостями Сзс и Сзи.

Рис.5

 

 

На низких частотах они дают только входную емкость Свх. Для отыскания ее запишем входной ток

Для низких и средних частот . Тогда

/?

ш Поэтому Ri

вляется

откуда входная емкость транзистора

В нее емкость входит полностью, так как она оказывается подключенной параллельно входным зажимам. Вклад емкости уменьшен, так как ток через нее меньше, чем если бы он протекал при подсоединении ко входным зажимам повторителя. Это обусловлено тем, что напряжение, приложенное к мало. Оно равно разности входного и выходного напряжений повторителя.

На высоких частотах, в случае резистивно-емкостной нагрузки, в (6) вместо следует подставить из (4). Тогда произведя математические преобразования, получим (вывод опускаем)

,

где т.е. активная составляющая входной проводимости транзистора отрицательна. Ограничимся показом этого с помощью векторной диаграмма (рис. 5б). Для упрощения построений емкость учитывать не будем, так как она входит лишь в и может быть учтена особо. В фазе с напряжением затвор – исток находится ток истока последний, протекая по резистивно-ёмкостной нагрузке транзистора, создаёт на неё напряжение , отстающее от на угол меньше 90°. Векторная сумма .

Через под действием протекает опережающий его на 90° входной ток . Разложим его на две составляющие и ,направленные параллельно и перпендикулярно вектору . Составляющая направлена навстречу и поэтому свидетельствует об отрицательном знаке активной составляющей входной проводимости Отрицательный знак обусловлен тем, что из-за емкостей и фазовый сдвиг между и превышает 90°. Вектор свидетельствует о наличии входной емкости.

Из-за отрицательного знака проводимости повторитель может самовозбудиться, если внутреннее сопротивление источника входного сигнала имеет индуктивный характер. В этом случае с учетом входной емкости повторителя образуется параллельный колебательный контур, зашунтированный отрицательным сопротивлением. Для устранения самовозбуждения последовательно в вывод затвора включают добавочный резистор (сотни Ом или единицы килоом) и тем компенсируют отрицательное сопротивление.

 

Контрольные вопросы

1. Почему емкости и входят в (7) не на равных правах?

2. При каком характере нагрузки и сопротивления источника входного сигнала повторитель может самовозбудиться? Покажите, что при самовозбуждении образуется емкостная трехточечная схема автогенератора с участием , ,

3. Поясните построение диаграммы на рис. 5б и сделайте из нее заключение о характере полной входной проводимости транзистора.

Анализ эмиттерного повторителя

Выходное сопоставление

 

Выходное сопротивление ЭП (рис. 1б) . Для определения нужно на рис. 1б положить Ег = 0. Тогда между базой и землей останется лишь внутреннее сопротивление эквивалентного генератора Rг (рис. 6а), а выходное сопротивление транзистора можно записать по аналогии с входным сопротивлением в схеме с ОБ.

Рис.6

На низких и средних частотах

 

 

График этой зависимости от построен на рис. 6б (в логарифмическом масштабе) При

Это- сопротивление эмиттер – коллектор при обрыве вывода базы и известно из теории каскада с ОЭ. При и составляет лишь десятки Ом.

На верхних частотах нужно в (8) учесть комплексность величин и . Однако обычно и можно не учитывать. Заменяя

, получим

Оно имеет резистивно-индуктивный характер, причем его резистивная (активная) составляющая , a выходная индуктивность транзистора .В частности при

,

 

Следовательно, сравнению с ИП здесь выходное сопротивление транзистора зависит от и содержит индуктивную составляющую. Первая особенность обусловлена наличием тока базы, а вторая – инерционностью биполярного транзистора.

 

Контрольные вопросы

1. Изобразите в схеме рис. 6а транзистор в виде простейшей модели (рис.9,а) и обоснуйте по ней формулу (8).

2. Почему в ИП не зависит от , а в ЭП зависит?