Истоковый повторитель

 

По виду подключения истоковой нагрузки различают три следующие

 

схемы истокового повторителя (рис.11.1).

 

C р1

E П

C р1

E П

C р1

E П

C р2

R З

R Н

R З

R З

И

Н

R И

Н

R

R

R

а) б) в)

 

Рис.11.1. Принципиальная схема истокового повторителя

 

На рис.11.1а) представлена схема, в которой сопротивление нагрузки R _Н

 

включено напрямую в цепь истока и содержащая минимум элементов. Однако изменение сопротивления R _Н приведет к изменению положения рабочей точки транзистора. Данные изменения будут незначительными, так как каскад охвачен 100%-ой ООС, которая будет стремиться стабилизировать положение рабочей точки транзистора. Недостатком этой схемы повторителя напряжения является то, что в режиме отсутствия входного сигнала через сопротивление нагрузки R _Н будет протекать ток истока большой величины, который приведет

 

к разогреву R _Н.

 

На рис.11.1б) представлена схема, в которой уменьшено влияние сопротивления нагрузки R _Н на положение рабочей точки транзистора в силу того, что оно включено параллельно сопротивлению R _И. Недостаток: как и для схемы на рис.11.1а) на сопротивлении нагрузки R _Н будет выделяться значительная тепловая мощность.

 

На рис.11.1в) представлена усовершенствованная схема истокового повторителя. В режиме молчания, когда входной сигнал отсутствует (U _Вх 0),

 

ток, протекающий через повторитель, будет определяться сопротивлением R _И.

 

Недостаток: с уменьшением величины сопротивления нагрузки R _н будет

 

увеличиваться значение разделительной емкости C _р, что приводит к увеличению веса и габаритов повторителя напряжения.

 

Составим эквивалентную схему последнего варианта повторителя (по рис.11.1в) с учетом допущения, что на переменном токе шина питания и шина

 

«земля» являются короткозамкнутыми (рис.11.2).

 

C_р

 

SU

yi

yи

S C

yн

вх

Рис.11.2. Эквивалентная схема истокового повторителя напряжения

 

Элемент y И		присутствует в эквивалентной схеме, так как в цепи
R
	И

 

истока отсутствует конденсатор С _И, который на переменном токе идеально шунтировал сопротивление R _И. Элемент S включен в схему вследствие того,

 

что повторитель напряжения охвачен 100%-ой ООС.

 

Вследствие того, что емкости С _р и С ₀ имеют значения, отличающиеся на несколько порядков, то их влияние будет различно в различных областях частот.

 

Область СЧ. В области средних частот влиянием емкостей С _ри С ₀

 

можно пренебречь по аналогии с каскадом предварительного усиления на полевом транзисторе (рис.11.3).

 

SU_вх ^yi ^yи S ^yн

 

Рис.11.3. Эквивалентная схема истокового повторителя напряжения в области СЧ

 

Из анализа эквивалентной схемы номинальный коэффициент усиления истокового повторителя будет определяться согласно выражению:

 

K 0						S			(11.1)
	y y	И	S y	Н
		i
Из записанного выражения видно, что K 0	1.
Область ВЧ.В области высоких частот каскад предварительного усиления
описывается постоянной времени в области ВЧ τ в:
M	(ω)								(11.2)
1 j в

 

АЧХ повторителя напряжения, следовательно, запишется в виде:

 

M	повт	(ω)			,	(11.3)
		1 j	в повт

где _{в повт} ^в, F 1 S R _И.

F

 

Постоянная времени повторителя напряжения _{в повт} в F раз меньше чем в усилительном каскаде, поскольку каскад охвачен 100%-ой ООС.

 

Следовательно, искажения в повторителе будут меньше, чем в усилительном каскаде на том же транзисторе.

 

Область НЧ. В данной области частот поведение истокового повторителянапряжения аналогично поведению каскада предварительного усиления и полученные раннее соотношения для каскада предварительного усиления справедливы и для истокового повторителя. То есть расчет разделительной емкости С _р в повторителе аналогичен расчету С _р в каскаде предварительного

 

усиления.