Emitter Follower и усилитель Дарлингтона

Эмиттер-повторитель и усилитель Дарлингтона являются наиболее распространенными примерами усилителей обратной связи. Это наиболее часто используемые с рядом приложений.

Emitter Follower

Схема следящего излучателя занимает видное место в усилителях обратной связи. Эмиттер-повторитель имеет случай отрицательной обратной связи по току. Это в основном используется в качестве усилителя последней ступени в цепях генератора сигналов.

Важными особенностями Emitter Follower являются —

• Имеет высокий входной импеданс
• Имеет низкий выходной импеданс
• Это идеальная схема для согласования импеданса

Все эти идеальные функции позволяют применять их в цепи следящего излучателя. Это схема усилителя тока без усиления по напряжению.

строительство

Конструктивные детали схемы повторителя излучателя почти аналогичны нормальному усилителю. Основное отличие состоит в том, что нагрузка R _L отсутствует на выводе коллектора, но присутствует на выводе эмиттера схемы. Таким образом, выход берется с клеммы эмиттера вместо клеммы коллектора.

Смещение обеспечивается либо методом базового резистора, либо методом делителя потенциала. На следующем рисунке показана принципиальная схема следящего устройства.

операция

Напряжение входного сигнала, приложенное между базой и эмиттером, вырабатывает выходное напряжение V _o через R _E , которое находится в секции эмиттера. Следовательно,

$$V_o = I_E R_E$$

Весь этот выходной ток подается на вход через обратную связь. Следовательно,

$$V_f = V_o$$

Поскольку выходное напряжение, развиваемое через R _L , пропорционально току эмиттера, эта схема повторителя эмиттера является цепью обратной связи по току. Следовательно,

$$\ beta = \ frac {V_f} {V_o} = 1$$

Также отмечено, что напряжение входного сигнала на транзисторе (= V _i ) равно разности V _s и V _o, т. Е.

$$V_i = V_s - V_o$$

Следовательно, обратная связь отрицательна.

Характеристики

Основные характеристики следящего излучателя следующие:

• Нет усиления по напряжению. На самом деле коэффициент усиления по напряжению составляет почти 1.
• Относительно высокий коэффициент усиления по току и мощности.
• Высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс.
• Входные и выходные переменные напряжения находятся в фазе.

Усиление Напряжения Последователя Излучателя

Поскольку схема повторителя излучателя является выдающейся, давайте попробуем получить уравнение для коэффициента усиления по напряжению цепи следящего излучателя. Наша схема Emitter Follower выглядит следующим образом:

Если нарисована схема эквивалентного переменного тока вышеупомянутой схемы, она будет выглядеть так, как показано ниже, так как эмиттерный проходной конденсатор отсутствует.

Сопротивление переменного тока r _E цепи эмиттера определяется как

$$r_E = r'_E + R_E$$

куда

$$r'_E = \ frac {25 мВ} {I_E}$$

Чтобы найти коэффициент усиления по напряжению усилителя, приведенный выше рисунок можно заменить следующим рисунком.

Обратите внимание, что входное напряжение подается на переменное сопротивление цепи эмиттера, т. _Е. (R ‘ _E + R _E ). Предполагая, что эмиттерный диод является идеальным, выходное напряжение V _out будет

$$V_ {out} = i_e R_E$$

Входное напряжение V _в будет

$$V_ {in} = i_e (r'_e + R_E)$$

Следовательно, коэффициент усиления по напряжению эмиттера

$$A_V = \ frac {V_ {out}} {V_ {in}} = \ frac {i_e R_E} {i_e (r'_e + R_E)} = \ frac {R_E} {(r'_e + R_E)}$$

Или же

$$A_V = \ frac {R_E} {(r'_e + R_E)}$$

В большинстве практических приложений

$$R_E \ gg r'_e$$

Итак, A _V ≈ 1. На практике усиление напряжения повторителя эмиттера составляет от 0,8 до 0,999.

Усилитель Дарлингтона

Схема повторителя эмиттера, которая только что обсуждалась, не отвечает требованиям усиления тока цепи (A _i ) и входного сопротивления (Z _i ). Чтобы добиться некоторого увеличения общих значений усиления тока цепи и входного сопротивления, два транзистора подключаются, как показано на следующей принципиальной схеме, известной как конфигурация Дарлингтона .

Как показано на приведенном выше рисунке, эмиттер первого транзистора соединен с базой второго транзистора. Коллекторные клеммы обоих транзисторов соединены вместе.

Анализ смещения

Из-за этого типа соединения ток эмиттера первого транзистора также будет током базы второго транзистора. Следовательно, текущее усиление пары равно произведению отдельных текущих усилений, т. Е.

$$\ beta = \ beta _1 \ beta _2$$

Высокий коэффициент усиления по току обычно достигается с минимальным количеством компонентов.

Поскольку здесь используются два транзистора, следует рассмотреть два падения V _BE . Анализ смещения в остальном аналогичен для одного транзистора.

Напряжение на R ₂ ,

$$V_2 = \ frac {V_CC} {R_1 + R_2} \ times R_2$$

Напряжение на R _E ,

$$V_E = V_2 - 2 V_ {BE}$$

Ток через R _E ,

$$I_ {E2} = \ frac {V_2 - 2 V_ {BE}} {R_E}$$

Поскольку транзисторы напрямую связаны,

$$I_ {E1} = I_ {B2}$$

Сейчас

$$I_ {B2} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2}$$

Следовательно

$$I_ {E1} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2}$$

Что значит

$$I_ {E1} = I_ {E1} \ beta _2$$

У нас есть

$I_ {E1} = \ beta _1 I_ {B1}$ начиная с $I_ {E1} \ cong I_ {C1}$

Следовательно, как

$$I_ {E2} = I_ {E1} \ beta _2$$

Мы можем написать

$$I_ {E2} = \ beta _1 \ beta _2 I_ {B1}$$

Таким образом, текущее усиление может быть дано как

$$\ beta = \ frac {I_ {E2}} {I_ {B1}} = \ frac {\ beta _1 \ beta _2 I_ {B1}} {I_ {B1}} = \ beta _1 \ beta_2$$

Входной импеданс усилителя дорогой тонны

$Z_ {in} = \ beta_1 \ beta_2 R_E .....$ пренебрегая r ‘ _e

На практике эти два транзистора размещаются в одном корпусе транзистора, а три клеммы выводятся из корпуса, как показано на следующем рисунке.

Это трехконтактное устройство можно назвать транзистором Дарлингтона . Дорогой тон-транзистор действует как одиночный транзистор с высоким коэффициентом усиления по току и высоким входным сопротивлением.

Характеристики

Ниже приведены важные характеристики усилителя Darling Ton.

• Чрезвычайно высокий входной импеданс (МОм).
• Чрезвычайно высокий коэффициент усиления по току (несколько тысяч).
• Чрезвычайно низкий выходной импеданс (несколько Ом).

Поскольку характеристики усилителя Дарлингтона в основном такие же, как и у повторителя излучателя, две схемы используются для аналогичных применений.

До сих пор мы обсуждали усилители на основе положительных отзывов. Отрицательная обратная связь в транзисторных цепях полезна при работе генераторов. Тема осцилляторов полностью освещена в руководстве по осцилляторам.