Истокового повторителя

Следует иметь в виду, что эмиттерный повторитель способен существенно увеличивать мощность сигнала, потребляемую нагрузкой, т. е. работать в режиме усилителя мощности. Данное устройство имеет также высокое входное и низкое выходное сопротивления. Поэтому эмиттерные повторители на биполярных транзистора и их аналоги — истоковые повторители на полевых транзисторах часто применяют как элементы развязки в сложных радиотехнических устройствах.

Истоковые повторители, так же как и эмиттерные повторители, чаще всего применяют в качестве вспомогательных усилительных каскадов для согласования высокоомных источников усиливаемого напряжения с низкоомными нагрузочными устройствами.

Из (4.51) видно, что в истоковом повторителе эффект умножения емкости не проявляется. Межэлектродная емкость Са„ умножается на величину (1—К), а так как коэффициент передачи истокового повторителя /(->!, то межэлектродная емкость Сэи не увеличивается, а уменьшается. При К. = \ емкость должна быть равна нулю. Поэтому истоковые повторители, как правило, имеют широкую полосу пропускания.

Итак, достоинства двухтактной схемы оконечного каскада по сравнению с однотактной не оспоримы. Поэтому в оконечных каскадах усилителей, где требуется улучшить энергетические показатели, всегда применяются двухтактные схемы. Показательным примером являются интегральные ОУ, на выходе которых используются двухтактные эмиттерные или истоковые повторители (УЭ работают в режиме АВ).

Таким образом, импульсные усилители, которые применяются в усилителях класса D, должны обладать особыми параметрами и характеристиками. Они должны иметь очень широкую полосу пропускания, чтобы не искажались фронты усиливаемых прямоугольных импульсов малой длительности, и усиливать частоты, близкие к нулевым, чтобы отсутствовали искажения вершины импульса. Кроме того, для поднятия коэффициента усиления усилителя в области нижних частот в предварительных каскадах усилителя класса D часто применяется коррекция АЧХ в области нижних частот, которая может быть индуктивной, емкостной, с помощью ОС или комбинированной. В качестве усилителей импульсов можно использовать ОУ с соответствующей коррекцией их АЧХ. Для усиления импульсных сигналов широко используют усилители, охваченные глубокой отрицательной ОС, например эмиттерные и истоковые повторители напряжения, а также другие повторители напряжения.

Схемы КСУ на транзисторах одного типа проводимости представляют собой схемы эмиттерных повторителей, выполненных на транзисторах ( 6.3). Подобные КСУ могут быть реализованы и на полевых транзисторах, причем принцип их работы аналогичен. Эмиттерные и истоковые повторители, как известно, повторяют входное напряжение с незначительным ослаблением полезного сигнала. Поэтому за счет использования в делителях элементов, которые могут иметь неодинаковые сопротивления постоянному и переменному токам, осуществляется значительный сдвиг постоянного потенциала вниз при незначительном ослаблении усиливаемого сигнала.

Однако однотактные эмиттерные и истоковые повторители имеют низкий КПД, что приводит к выделению значительного количества тепла в транзисторе и, как следствие, к сильному нагреву кристалла, отвод тепла от которого в микросхемах затруднен. Поэтому в оконечных сравнительно мощных каскадах ОУ, как правило, применяются двухтактные эмиттерные или истоковые повторители, транзисторы которых работают в режимах В и А В. Это позволяет значительно повысить КПД оконечного каскада, уменьшить потери в его транзисторах и упростить процесс охлаждения кристалла.

Двухтактные эмиттерные повторители реализуются чаще всего на комплементарной паре биполярных транзисторов с двумя источниками питания. Двухтактные истоковые повторители также выполняются на транзисторах с противоположной проводимостью каналов и двумя источниками питания [6].

Отметим, что возможность подачи сигнала «е только на сетку (или базу, затвор) нижней лампы (или транзистора), но также на сетку верхней лампы, позволяет получить различные варианты каскодных усилителей: с двойным управлением, каскодные катодные, эмиттерные и истоковые повторители, самобалансирующиесч усилители и т. д.

Истоковые повторители и усилители на ПТ с общим истоком-это аналоги эмит-терных повторителей и усилителей с общим эмиттером на биполярных транзисторах, о которых мы говорили в предыдущей главе. Однако отсутствие постоянного тока затвора дает возможность получить очень высокое входное сопротивление. Такие усилители необходимы, когда мы имеем дело с высокоомными источниками сигналов, встречающимися в измерительных схемах. Для некоторых специализированных применений вы, может быть, захотите построить повторители или усилители на дискретных ПТ, однако в большинстве случаев можно использовать достоинства, которыми обладают ОУ с ПТ-входом. В любом случае стоит понять, как они работают.

3.08. Истоковые повторители

Усилительный каскад с ОС ( 10.69), называемый также истоко-аым повторителем, функционально подобен эмиттерному повторителю ( 10.65). Коэффициент усиления напряжения истокового повторителя К = 0,8 4- 0,9 близок к единице, выходное сопротивление гвых =

Для уменьшения шунтирующего влияния ЯС-цепей обратной связи вводят дополнительный каскад — истоковый повторитель. Включение истокового повторителя ( 7.7, в) позволяет выполнить условие баланса фаз и в то же время практически исключить влияние цепи обратной связи на коэффициент усиления усилителя. Для улучшения формы генерируемых колебаний в автогенераторы, схемы которых изображены на 7.7, а, в, вводят отрицательную обратную связь, которая осуществляется с помощью резистора /?„.

Напряжение с выхода предварительного усилителя с помощью экранированного кабеля 3 длиной до 5 мм подается на вход основного усилителя 4, который представляет собой четырехкаскадный усилитель с резистивно-емкостной связью. Первый каскад выполнен на полевом транзисторе, включенном по схеме истокового повторителя, остальные каскады — на биполярных транзисторах. Коэффициент усиления основного усилителя зависит от выбранного предела измерений.

Задача 2.22. В схеме истокового повторителя на полевом

Решение. Для истокового повторителя из усилительных параметров имеют смысл коэффициент передачи по напряжению, входное 2.14 и выходное сопротивления.

12 • 0,095)^0,53. 2. Входное сопротивление истокового повторителя

Входное сопротивление истокового повторителя для низких частот так же, как и в усилительном каскаде ОИ, определяется сопротивлением Л3, которое обычно выбирается порядка 1 МОм.

Усилительный каскад с ОС ( 10.69), называемый также истоко-вым повторителем, функционально подобен эмиттерному повторителю ( 10.65). Коэффициент усиления напряжения истокового повторителя KU - 0,8 -г 0,9 близок к единице, выходное сопротивление гвых -= 10 * 50 Ом, а входное сопротивление г>х = 1 -г 10 МОм.

Усилительный каскад с ОС ( 10.69), называемый также истоко-вым повторителем, функционально подобен эмиттерному повторителю ( 10.65). Коэффициент усиления напряжения истокового повторителя К = 0,8 -f 0,9 близок к единице, выходное сопротивление гвых = = 10-^50 Ом, а входное сопротивление гвх = 1 -НО МОм.

ния, инвертирующий усилитель, который можно переключить в режим истокового повторителя напряжения, и змит-терный повторитель ( 3.9, а). ИМС предназначена для реализации низкочастотных ^С-фильтров, согласования низ-коомных нагрузок с высокоомным источником сигналов и построения усилителей с высоким входным сопротивлением, автогенераторов, частотных корректоров и т. д.

62. Схема истокового повторителя на МОП-транзисторе с встроенным каналом />типа