CS211832B1 - Zapojení emitorového slediovače střídavých napětí - Google Patents

Description

Vynálelz se týká zapojení emitorového sledoValče (Střídavých napětí s vysokou vstupní impedancí, určeného pro použití ve tvstupních obvodech střídavě vázaných elektronických obvodů.

Tiranžistorový 'sledovač je běžnou součástí velkého množství elektronických obvodů. Používá se jialko oddělovací čten, k rolzšíření kmitočtového pásma .zesilovače, především však k izajlištění velké vstupní impedance nebo malé výstupní impedance zesilovačů a dalších elektronických obvolďů. Nejčaistěji jsou používány sleidoviače ve všeobecně známém jedmaduchém 'zapojení, a to bud s tranzistory řízenými polem FET .nebo 5 tranzistory ihipolánnímli. Použití FETů či bipo· lamích tranzistorů seibou nese .vžidy určité výhody *a nevýhody. Výholdou' FETů je, že sledovač s nimi může mít téměř Mboivolně velký .vstupní odpor; největší hodnota vstupního odporu sledovače s FETem je zpravidla omezena maximální na trhu 'dostupnou (hodnotou odporu, který je použit pro přívod přeldpětí na. bázi tranzistoru. Běžně lize dosáhnout vstupního· odporu 10⁷0hmů, samotné FETy však umožňují dosáhnout odporu 10’ až 1O¹° Ohmů. Nevýhodou sledovačů s FETy Je velká poruchovost, Vstupní kapacita řádu 10 pF, velký výstupní odpor řádu stovek Ohmů a především jejich malý a nestálý přenos napětí, pohybující se obvykle v roizmeZí 0,5 až 0,8. Tyto obvody tedy nejsou v pravém emylslu sledovací napětí, protože jejich přenos se příliš neblíží k jedničce. Vzhledem k uvedeným nevýhodám se mnoheta čalstěiji používají sledovače osazené bipolárními tranzistory, které jsou mimo jiné i podstatně levnější.

Přenos napětí Istetíovače s biipolárním .křemíkovým tranzistorem je veilimi blízký .jedničce — 0,(98 a více, je stálý v širokém rozsahu teplot, napájecích napětí, amplitud i kmitočtu signálu. Použitím tranzistorů <s velikým proudovým zesilovacím činitelem a malou kapacitou kolektorového přechodu lze při galvanickém navázání vstupu docílit největšího ,vstupního kmitočtu řádu 10^ó 0'hmý a. néjmenší vstupní kapacity 5 až 10 pF.

Při střídavém ‘ navázání vstupu vazebním kondenzátorem ise celkový vstupní odpor sledovače asi o řád zmenší ,tím, že k bázi tranzistoru je nutné přilpoijit odpor pro přivádění pracovního předpětí báze.

Celkový vstupní odpor lze pak zvyšovat jen zvětšením proudového zesilovacího činitele a současným zvětšením odporu pro přivádění pracovního předpětí báze. To se obvykle realfeuje zapojením divou nebo tří tranzistorů v tzv. DarlingtonOvě zapojení. I ‘zde je všialk .maximálně dosažitelná hodnota vstupního odporu omezena (především použitelnou hodnotou odporu pro přivádění předpětí báze. 'Aby byla i tato nevýhoda potlačena, byl pro vstupní sledovače vy211832 vinut a je stále používán poměrně složitý obvod is pomocným odporem ,a ihlokoivacím konidenzátorem. V tomto ulspořáidání višak wtenikají problémy s rovnoměrností kmlitoi&tovébo průběihu přenosu a Ise istabilítou sledoívialče.

Uvedené nevýboidy odstraňuje zapojetní sledované střídavých napětí s (dvojicí tranzistorů dvojího typu vodivosti, z níž báze prvního tranzistoru je přes valzební ikondontzátor 'napojeina na vstupní svoirku, podle vynálézu. Jeho podstata spočívá v tom, že ernitor prvního tranzistoiru je nápojem na ibáizi druhého tranžilstoru ia .prostřednictvím třetího Odporu nebo elektronického zdroje piro.uldu na kolektor drulbého tranzistoru, jehož ernitor Je spojen jednak s výstupní svorkou, jednak s kolektorem prvního tranzistoru a přes první odpor s bází prvního tranzistoru.

Poidle vynáletou je (účelné, jeistliže mezi kolektor prvního tranzistoru a ernitor druhého tranzistoru je zapojena ďiolda a mezi bázi a emlitor prvního tranzistoru je zapojen druhý odpor.

Toto zapojení podle vynálezu umožňuje oproti dosavadním tranzistorovým sledovačům dosáhnout veliký vstupní odpor — 10⁶ až 10⁷ Ohm a nepatrnou vstupní kapacitu — několik pF — s běžnými a levnými součástkami. Další výhodou zapojení je teplotní stabilita a to, že neobsahuje kondenzátory, takže je vhodné pro integrované obvody. Jediný přívod napájení prochází přes zatěžovací odpor a výstupní svorku. Takové zapojení je mimořádně vhodné k poúžití v měřicích sondách, neboť ke spojení sondy s příslušným zařízením postačí obyčejný — popřípadě koaxiální — dvoužilový kabel.

Vynález je blíže objasněn na příkladu zapojení pomocí přiloženého výkresu.

Zapojení sledovače střídavých napětí je tvořeno prvním tranzistorem 3 a druhým tranzistorem 4. Vstupní svorka 1 je přes vazební kondenzátor 2 připojena na bázi tranzistoru 3 a výstupní svorka 9 je přes diodu 3 připojena na ernitor druhého tranzistoru 4. Kromě toho je výstupní svorka 9 spojena s kolektorem prvního tranzistoru 3, přes čtvrtý odpor 10 je spojena se svorkou 11 napájecího zdroje a přes první odpor 6 spojena s bází prvního tranzistoru 3. Ernitor pťvního tranzistoru 3 Je spojen s, bází druhého tranzistoru 4, přes druhý odpor 7 s vlastní fbáizí a přes třetí odpor 8 se zemí 12. Kolektor druhého tranzistoru 4 je též spojen se zemí 12.

První tranzistor 3 pracuje jako zesilovač proudu a druhý tranzistor 4 pracuje jako vlastní emitorový sledovač, přičemž je zjištěno plovoucí napájení báze i kolektoru prvního tranzistoru 3.

Velikost prvního a druhého odporu 6 a 7 se volí tak, aby se stejnosměrné napětí dělilo na polovinu a aby každý z nich byl větší než vstupní odpor hne prvního tranzistoru 3. Velikostí třetího odporu 8 se nastavuje pracovní proud prvního tranzistoru 3 a velikostí čtvrtého odporu 10 se nastavuje pracovní proud druhého tranzistoru 4. Je účelné volit třetí a čtvrtý odpor 8 a 10 tak, aby na nich v klidu vznikly přibližně stejné úbytky napětí a aby pracovní proud prvního tranzistoru 3 byl několikrát menší než pracovní proud druhého tranzistoru 4.

V praktickém provedení s nízkofrekvenčními tranzistory s velkým proudovým zesilovacím činitelem, s prvním a druhým odporem 6 a 7 o hodnotě Ml, třetím odporem 8 s hodnotou 22 k a čtvrtým odporem 10 s hodnotou 4k7 bylo při napájecím napětí 9 V dosaženo vstupního odporu 8 MOhmů a vstupní kapacity 3 pF. Vstupní odpor lze dále snadno zvětšit zvětšením hodnot třetího a čtvrtého odporu 8 a 10 při současném zvýšení napájecího napětí. Dalšího zvětšení vstupního odporu asi o řád se dosáhne, nahradí-li se třetí odpor 8 elektronickým zdrojem konstantního proudu.

Popisované zapojení je vhodné používat především pro vysokoimpedanční vstupní obvody, měřicí a snímací sondy pro zařízení pracující při kmitočtech od zlomků Hz do desítek MHz.

Claims (2)

1. Zapojení emltorového sledovače střídavých napětí s dvojící tranzistorů dvojího typu vodivostí, z níž báze prvního tranzistoru je přes vazební kondenzátor napojena na vstupní svorku, vyznačené tím, že ernitor prvního tranzistoru (3) je napojen na bázi druhého tranzistoru (4) a prostřednictvím třetího odporu (8) nebo elektronického zdroje proudu na kolektor druhého tranzistoru (4), jehož ernitor je spojen jednak

VYNÁLEZU s výstupní svorkou (9), jednak s kolektorem prvního tranzistoru (3) a přes první odpor (6) s bází prvního tranzistoru (3).

2. Zapojení podle bodu 1 vyznačené tím, že mezi kolektor prvního tranzistoru (3) a emitor druhého tranzistoru (4) je zapojena dioda (5) a mezi bázi a ernitor prvního tranzistoru (3). je zapojen druhý odpor (7).