Прежде чем мы еще раз рассмотрим усилитель с общим эмиттером, используя преимущества новой модели транзистора, ненадолго задержим свое внимание на скромном эмиттерном повторителе. Согласно модели Эберса‑Молла эмиттерный повторитель должен иметь ненулевой выходной импеданс даже в том случае, когда схемой управляет источник напряжения, так как эмиттерный повторитель обладает вполне определенным сопротивлением rЭ (см. предыдущий раздел, пункт 2). По той же причине усиление по напряжению будет немного меньше единицы, так как rЭ и резистор нагрузки образуют делитель напряжения.
Эти явления нетрудно описать математически. При фиксированном напряжении на базе импеданс со стороны эмиттера есть не что иное, как Rвых = dUБЭ / dIЭ, но IЭ = IК, поэтому Rвых ~= rЭ ‑ собственное сопротивление эмиттера [ rЭ = 25/ IК (мА)]. Например, на рис. 2.34, а импеданс со стороны нагрузки rЭ = 25 Ом, так как IК = 1 мА. (Если используется эмиттерный резистор RЭ, то образуется параллельное соединение, на практике RЭ всегда значительно больше, чем rЭ). На рис. 2.34, б представлена более распространенная ситуация – источник имеет конечное сопротивление R ист (для простоты в схеме опущены компоненты смещения – базовый делитель и блокировочный конденсатор – эти компоненты присутствуют на рис. 2.34, в).
Рис. 2.34.
В этом случае выходной импеданс эмиттерного повторителя – это просто rЭ в последовательном соединении с Rист /(h21Э + 1) (опять же в параллельном соединении с несущественным резистором RЭ, если он присутствует). Например, если Rист = 1 кОм и IК = 1 мА, то Rвых = 35 Ом (предположим, что h21Э = 100). Нетрудно показать, что собственное сопротивление эмиттера rЭ вносит также вклад во входной импеданс эмиттерного повторителя, как если бы оно было соединено последовательно с нагрузкой (на самом деле не с нагрузкой, а с параллельным соединением резистора, нагрузки и эмиттерного резистора). Другими словами, для схемы эмиттерного повторителя эффект Эберса‑Молла состоит просто в добавлении последовательно подключенного сопротивления эмиттера rЭ к полученным ранее результатам.
Усиление по напряжению эмиттерного повторителя несколько меньше единицы из‑за наличия делителя напряжения, образованного rЭ и нагрузкой. Это нетрудно вычислить, так как выход схемы находится в точке соединения rЭ и Rнагр: GU = Uвых / Uвх; Rнагр /(rЭ + Rнагр). Таким образом, если взять, например, повторитель, ток затухания которого равен 1 мА, а нагрузка составляет 1 кОм, то его усиление по напряжению будет равно 0,976.
Инженерам иногда нравится считать усиление в единицах сверхпроводимости для получения выражения, подходящего также для ОУ (см. разд. 3.07); в этом случае (используя выражение bm = 1/ rЭ) получим GU = Rнагрbm /(1 + Rнагрbm).
