Область нижних и средних частот

В этих областях Y-параметры биполярного транзистора не зависят от частоты. Поэтому эквивалентная схема принимает вид, показанный на рис. 5в. Из этой схемы или из формулы получаем:

К^*₀ = S/(S+G_н) = SR_н/(1+SR_н) = K₀/(1+K₀) = K₀/F,

где F = 1+K₀ – глубина обратной связи;

К₀ = SR_н – усиление каскада без обратной связи (каскад с ОЭ).

Высокая крутизна характеристик биполярных транзисторов (100-200 мА/В и более) делает К^*₀ практически равным единице и независимым от R_н уже при R_н ≥ 15…20 Ом. При столь малом сопротивлении нагрузки усиление каскада с ОЭ К₀ = S/(G_i+G_н) » SR_н , что подтверждает пригодность полученного выше выражения усиления К^*₀ через К₀ = SR_н .

Входная проводимость повторителя:

G^*_вх= G₁₁/(1+K₀)+ G₁₂ K₀/(1+K₀) » G₁₁/(1+K₀) + G₁₂ » G₁₁/(1+K₀).

Для обычных, не очень больших сопротивлений нагрузок можно считать, что

R^*_вх = (1+K₀) /G₁₁=1/G₁₁+ SR_н/G₁₁=R_вх+ H₂₁R_н.

Увеличение входного сопротивления каскада в F раз особенно существенно для биполярных транзисторов, основным недостатком которых является малое входное сопротивление. Зависимость R^*_вх от произведения SR_н показана на рис. 6.

Рис. 6

 

Максимальное сопротивление R^*_вхмакс ≤ 1/G₁₂ и может составлять несколько сотен килоом. Нужно только иметь в виду, что цепи питания (R2,R3 на рис. 2) заметно уменьшают фактическое входное сопротивление каскада

R`_вх=1/(G^*_вх+ G₂+G₃)<1/G^*_вх.

Тем не менее, его можно сделать в десятки раз выше, чем у обычного каскада с входным сопротивлением того же порядка, что и у каскада на полевых транзисторах, часто является основным фактором, определяющим использование эмиттерного повторителя в усилителях.

Для схем с ОЭ и ОК входным током является ток базы I_б~ , а выходным –соответственно ток коллектора I_к~ и ток эмиттера I_э~= I_к~ +I_б~ . Прямое прохождение тока I_б~ в выходную цепь, как отмечалось выше, можно не учитывать, так как I_б~ <<I_к~ . В этом случае ток эмиттера примерно равен току коллектора . Поэтому коэффициент усиления тока практически одинаков для обеих схем. Следовательно, значение К_0i схемы с ОК достаточно точно определяется выражением

К_0i = К₀G_н /G_вх.

Для оценки выходной проводимости воспользуемся графом проводимостей рис. 3, добавив к нему ветвь, обусловленную идеальным генератором тока, подключенным к выходам зажимам каскада. Тогда отношение тока I₂ этого генератора к напряжению U₂ , создаваемому им на выходных зажимах, будет характеризовать выходную проводимость. Источник сигнала на входе при этих измерениях на должен работать, однако его внутреннее требуется сохранить, так как от величины последнего зависит передача сигнала вдоль контура обратной связи. С учётом изложенного искомый граф проводимостей примет вид, показанный на рис. 7а.

 

Рис. 7

 

Образующийся из него граф сигналов дан на рис. 7, б. Используя его, находим

U₂ = I₂/åG(1-bK),

откуда

При R_г ® ¥ петля обратной связи Н-типа разрывается и выходная проводимость падает до обычной величины G_i. Максимальная эффективность от действия обратной связи достигается, когда R_г = 0 . При этом резко уменьшается выходное сопротивление до величины 1/(S+G₁₁). Характер зависимости R^*_вых = j(R_г) показан на рис. 8.

Рис. 8