Емітерний повторювач

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в усилителях звуковой частоты и в измерительных устройства х. Известна схема составного эмиттерного повторителя с внутренней обратной связью, которая состоит из входного и выходного транзисторов. С эмиттерного резистора выходного транзистора снимается напряжение обратной связи, которое через элементы связи подается на базу входного транзистора (Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. - М.: Энергия, 1973. - С.370, рис.9.8). Недостаток этого эмиттерного повторителя низкий КПД. Наиболее близким к изобретению является транзисторный усилитель (Патент Франции №1591535, кл. H03F3/04), который содержит первый, второй, третий и четвертый транзисторы, первый, второй и третий резисторы, четыре диода, шину источника питания, входную, вы ходную и общую шины, коллекторы первого, второго и четвертого транзисторов подключены к шине источника питания, база первого транзистора через четыре последовательно соединенных диода подключена к общей шине, а через первый резистор - к шине источника питания, база второго транзистора соединена с эмиттером первого транзистора и с входной шиной, эмиттер второго транзистора подключен к базе четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с базой третьего транзистора, эмиттер третьего транзистора через второй резистор подключен к общей шине, а коллектор соединен с выходной шиной и через третий резистор подключен к шине источника питания. Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения являются: первый, второй, третий и четвертый транзисторы, первый и второй резисторы, шина источника питания, входная, выходная и общая шины, коллекторы первого и второго транзисторов подключены к шине источника питания, эмиттер первого транзистора соединен с базой второго транзистора, база первого транзистора через первый резистор подключена к шине источника питания, эмиттер третьего транзистора через второй резистор соединен с общей шиной, Причиной, препятствующей получению желаемого результата - высокого КПД, является отсутствие элементов автоматического смещения, которые изменяют положение рабочей точки транзисторов при изменении амплитуды сигнала. Это приводит к тому, что ток, потребляемый прототипом, является постоянной величиной, не зависящей от амплитуды сигнала. Задачей изобретения является повышение КПД эмиттерного повторителя путем соответствующего включения элементов автоматического смещения рабочей точки транзисторов, вследствие чего, эмиттерный повторитель потребляет ток от источника питания в зависимости от амплитуды входного сигнала. Поставленная задача решается таким образом, что эмиттерный повторитель содержит первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой транзисторы, первый и второй резисторы, конденсатор, шину источника питания, входную, выходную и общую шины, коллекторы первого, второго и третьего транзисторов соединены между собой и подключены к шине источника питания, база первого транзистора соединена с базой четвертого транзистора и через первый резистор подключена к шине источника питания, база второго транзистора соединена с эмиттером первого транзистора и через конденсатор подключена к входной шине, эмиттер второго транзистора соединен с базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером шестого транзистора и выходной шиной, а через второй резистор - с общей шиной, коллекторы четвертого, пятого и шестого транзисторов соединены между собой, эмиттер четвертого транзистора подключен к базе пятого транзистора, эмиттер которого подключен к базе шестого транзистора. Эмиттерный повторитель отличается от прототипа тем, что в него введены пятый и шестой транзисторы и конденсатор, при этом эмиттер второго транзистора подключен к базе третьего транзистора, коллектор которого соединен с шиной источника питания, коллекторы четвертого, пятого и шестого транзисторов соединены между собой, эмиттер четвертого транзистора подключен к базе пятого транзистора, эмиттер которого соединен с базой шестого транзистора, база четвертого транзистора подключена к базе первого транзистора, эмиттер шестого транзистора соединен с эмиттером третьего транзистора и выходной шиной, а база второго транзистора через конденсатор подключена к входной шине. Доказательством наличия причинноследственной связи между совокупностью существенных признаков изобретения и техническим результатом служит то обстоятельство, что технический результат высокий КПД - может быть достигнут только при использовании всей совокупности существенных признаков изобретения. При отсутствии в техническом решении хотя бы одного существенного признака, технический результат не достигается. На чертеже (фиг.) представлена схема эмиттерного повторителя. Эмиттерный повторитель содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6 транзисторы, первый 7 и второй 8 резисторы, конденсатор 9, шину 10 источника питания, входн ую шину 11, выходную шин у 12 и общую шину 13, коллекторы первого 1, второго 2 и третьего 3 транзисторов соединены между собой и подключены к шине 10 источника питания, база первого 1 транзистора соединена с базой четвертого 4 транзистора и через первый 7 резистор подключена к шине 10 источника питания, база второго 2 транзистора соединена с эмиттером первого 1 транзистора и через конденсатор 9 подключена к входной шине 11, эмиттер второго 2 транзистора соединен с базой третьего 3 транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером шестого 6 транзистора и выходной шиной 12, а через второй 8 резистор - с общей шиной 13, коллекторы четвертого 4, пятого 5 и шестого 6 транзисторов соединены между собой, эмиттер четвертого 4 транзистора подключен к базе пятого 5 транзистора, эмиттер которого подключен к базе шестого 6 транзистора. Эмиттерный повторитель работает следующим образом. В режиме покоя, когда сигнал на входе эмиттерного повторителя отсутствует, ток от положительного полюса источника питания протекает через резистор 7 и разветвляется по двум параллельным цепям, образованным эмиттерными переходами транзисторов 1, 2, 3 (1 цепь) и эмиттерными переходами транзисторов 4, 5, 6 (II цепь), а затем через резистор 8 поступает на отрицательный полюс источника питания. Падение напряжения на этих параллельных цепях будет одинаковым, но большая часть тока будет протекать через вторую цепь за счет эффекта Эрли. Этот эффект проявляется в том, что базовый ток транзистора изменяется при изменении напряжения на его коллекторе от нуля до единиц вольт (см.: Степаненко И.П. Основы транзисторов и транзисторных схем. - М.: Энергия, 1967. - С.174). Поэтому коллекторный ток транзисторов 1, 2, 3 будет незначительным и общий ток, потребляемый эмиттерным повторителем (ток покоя), будет также небольшим. Когда на вход эмиттерного повторителя (шина II) поступает отрицательная полуволна входного синусоидального сигнала базовые и коллекторные токи транзисторов 2 и 3 уменьшаются и на шине 12 формируется отрицательная полуволна выходного сигнала. Конденсатор 9 в это время дополнительно заряжается за счет разности потенциалов, возникающей между эмиттером транзистора 1 и отрицательной полуволной входного сигнала. Чем больше амплитуда отрицательной полуволны, тем большая разность потенциалов прикладывается к обкладкам конденсатора 9, причем правая (на схеме) обкладка конденсатора 9 заряжается положительно. Время заряда конденсатора 9 определяется внутренним сопротивлением транзистора 1 и равно (внутренним сопротивлением источника сигналов пренебрегаем) С приходом положительной полуволны входного сигнала базовые и коллекторные транзисторы 2 и 3 увеличиваются и на шине 12 формируется положительная полуволна выходного сигнала, В это время конденсатор 9 разряжается по цепи: эмиттерный переход транзистора 2, эмиттерный переход транзистора 3, резистор 8, шина 13. Время разряда конденсатора 9 равно Входное сопротивление транзистора 2 равно где B2 и B3 - коэффициенты передачи по току транзисторов 2 и 3; R8 - сопротивление резистора 8. Как видно из формулы (3) входное сопротивление транзистора 2 намного больше, чем внутреннее сопротивление транзистора 1 со стороны эмиттера, поэтому время заряда конденсатора 9 значительно меньше его разряда Вследствие этого, при работе усилителя в динамическом режиме на конденсаторе 9 накапливается заряд, который является напряжением смещений для транзисторов 2 и 3. Величина этого заряда зависит от амплитуды входного сигнала. КПД предложенного эмиттерного повторителя выше, чем у известных за счет уменьшения амплитуды входных сигналов.