ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ НА КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Эмиттерный повторитель на комплементарных транзисторах.
Предполагаемое изобретение относится к области полупроводниковой усилительной техники, в частности, к эмиттерным повторителям.
Основное назначение эмиттерных повторителей - усиление мощности сигнала без увеличения амплитуды напряжения. На фиг.1 приведена схема наиболее распространенного эмиттерного повторителя с типичной нагрузкой в виде параллельно соединенных резистора К4 и конденсатора С4. Недостаток этого устройства - неодинаковая передаче положительного и отрицательного .фронтов импульсного сигнала: для п-р-п транзисторов отрицательный фронт передается хуже, чем положительный /И.П.Степаненко Основы теории транзисторов и транзисторных схем, изд.Энергия, Москва, 1973, стр.368, рис.9-6/.
Причина этого негативного явления заключается в тоь:, что во время положительного фронта сигнала конденсатор СЗ заряжается через сравнительно небольшое выходное сопротивление открывающегося транзистора Т1, а во время отрицательного -разряжается через внутреннее сопротивление подзалертого транзистора и параллельносоединенные резисторы ЕЗ и К4, которые на. один-два порядке больше.
Некоторое улучшение отработки отрицательного фронта возможно за счет уменьшения сопротивления резистора ЕЗ, однако при этом возра стает рассеиваемая транзистором уТ1 мощность, что неблагоприятно сказывается на надежности и экономичности аппаратуры в целом.
Радикальным решением этой проблемы является построение эмиттерного повторителя на комплементарных транзисторах, т.е. п-р-п и р-п-р -типа / А.Г.Алексеев и Г.В.Войшвилло Операционные усилители и их применение Сер.Массовая радиобиблиотека, выпуск ИЗО. М.: Радио и связь, 1989, стр.91, рис.9.35/ -(прототип
Принципиальнея электрическая схема эмиттерного повторителя-прототипа показана на фиг.2. Эмиттерный повторитель состоит из двух последовательносоединенных транзисторов VTI (n-p-n- типа) и VT2 (р-п-р -типа), эмиттеры которых соединены и подключены к выходу эмиттерного повторителя, а коллекторы соответственно - к положительной и отрицательной клеммам источника питания и и базового делителя напряжения, состоящего из последовательносоединенных резистора R I, диодов VD1,VD2 и резис тора Е2, при этом база VT1 подключена к точке соединения резистора R1 и анода VDI  g база VT2 - к точке соединения резистора R2 и катода 2 , а катод 1 и анод VD2, соединенные вместе, подключены к входу эмиттерного повторителя.
Работает эмит терный повторитель следующжо образом. При включении напряжения питания  между анодом VDI  ьсетодом 2 образуется разность потенциалов, достаточная для предварительного небольшого оттшрания обоих транзисторов. Положительная полуволна входного синусоидального сигнала или положительный фроыт импульсного передается на базу VT1 через небольшое динамическое сопротивление диода VD1 и увеличивает проводимость VTI , в то же время провод1 ость VT2 уменьшается, поэтому весь ток, протекающий через VTi  поступает на выход в нагрузку. Аналогичный процесс происходит при по-;..
ступлеьши на выход отрицательной полуволны ши отрицательного фрёнта сЕгкала. В этом случае весь ток нагрузки протекает через тран
ЗИСТОр VT2 .
Как шшут авторы А.Г.Алексеев и Г.В.Бойшвршло на стр.92 книги Операционные усилители и их применение, неиболее подходящими для данного устройства являются диоды  223, а ток делителя в отсутствие сигнала -  , При напряжении источника питания плюс и МЕнус 15 2 эмиттерный повторитель может отработать емплктуду входкого сигнале не более 10 В, При больших амплитудах, очевидно, происходят нелинейные искажения.
Из приведенных авторами данных видно, что линейный динамический диапазон повторителя-прототипа не превышает 66 Е то время, как ток через вспомогательную цепь - базовый делитель- в отсутствие сигнала в 5-10 раз превышает ток через основную цепь, т.е. транзисторы VTi и VT2 ,
Причина этих недостатков - применение диодов VDI и VD2 для предварительного отяирания транзисторов VTi и VT2 и обусловленная этим необходимвють передачи входного сигнала на базы VTI и  через динамическое сопротивление этих диодов. /При шунтировании диодов выходная характеристика повторителя- прототипа приобретает ярко выраженную зону нечувствительности/.
Технической задачей предполагаемого изобретения является увеличение линейного динамического диапазона, экономия электроэнергии и удешевление устройства.
Поставленная задача решается тем, что в эмиттерный повторитель на комплементарных транзисторах, эмиттеры которых соединены и подключены к выходу эмиттерного повторителя, а коллекторы соответственно- к положительной и отрицательной клеммам источника питания, а первый и второй резисторы базового делителя включены соответственно меаду коллекторснй и базой первого и коллектором и базой
второго транзистора, введены третий резистор между базами обоих транзисторов и два конденсатора, одна обкладае которых подключена
к входу эмиттерного повторителя, а другая - к соответствующей базе первого и второго транзистора.
Принципиальная электрическая схема предлагаемого эмиттерного повторителя приведена на фиг.З. Эмиттерный повторитель состоит из из двух транзисторов уТ1 п-р-п -типа и ут2 р-п-р -типа, эмиттеры которых соединены и подюючеш к выходу повторителя, а коллекторы
каадого из
соответственно - к положительной и отрицательной клеммам источника питания Up базового делителя напряжения из трех резисторов, из которых первый RI и второй R2 включены шежду коллектором и базой соответствующего транзистора, а третий R3 - меаду базами транзисторов, и двух конденсаторов 01 и 02, одна обкладка которых подключена к входу повторителя, а вторая - к базе соответствующего транзистора VTlH VT2.
Работает предлагаемый эмиттерный повторитель следующим образом При включении напряжения питания и на резисторе R3 возникает разность потенциалов, необходимая для предварительного отпирания обоих транзисторов VT1 и VT2, Поступащий на вход повторителя сигнал через конденсаторы CI и С2 непосредственно поступает на базы транзисторов. При этом для одного из них сигнал является отпирающим, а для другого запирамщш, В результате весь ток открывающегося транзистора поступает на выход в нагрузку. При изменении полярности входного сигнала весь ток нагрузки проходит через другой транзистор. В случае импульсного сигнала оба его фронта отрабатываются одинаково, т.к. заряд и разряд емкости нагрузки и емкости монтажа происходит сначала через один, а затем через другой открывающийся транзистор.
В базовой цепи предлагаемого эмиттерного повторителя отсутствуют элементы (диоды), которые могут выйти из режима с малым динамическим сопротивлением при увеличении амплитуды сигнала, поэтому динамический линейный диапазон для положительной, например, полуволны
равен :
UJJP  -ьи - UK9  15В - 0,5В  14,5В
j   0.96, т.е.96, где Ujjjj  динамический диапазон. В;
fU - напряжение пололмтельного источника при двуполярном
питании или половина напряжения источнике при однополярном питании, В; tf9 - напряжение меящу коллектором и эмиттером транзистора
VT1 при его насыщении, В;
- динамический диапазон в относителышх единицах, Совместное использование в предлагаемом повторителе упомянутых выше известных и отличительных признаков позволит получить новый технический результат, заключающийся в увеличении линейного динамического диапазона , а также базовая цепь предлагаемого эмиттерного повторителя потребляет в 50-100 раз меньший ток по сравнению с базовой цепью прототипа, поэтому его суммарный потребляемый ток, по крайней мере, в 5 раз меньше.
Предлагаемый повторитель дешевле повторителя-прототипа, т.к. два конденсетора и один резистор стоят меньше двух диодов.
Предлагаемый эмиттерный повторитель был изготовлен по меньшей мере в десяти экземплярах для усилителей как радио , так и ввдеосигналов, а также для усилителей звуковой частоты.
Предлагаемый эшгттерный повторитель может найти широкое применение в аппаратуре разнообразного назначения.
- м