كيف أحدد المقاومة المدخل/المخرج للدوائر التي تحتوي على الترانزستورات أو المكونات النشطة الأخرى؟

تحديد المقاومة المدخل/المخرج للدارات التي تحتوي على الترانزستورات أو المكونات النشطة الأخرى هو خطوة مهمة لفهم أداء وخصائص تطابق الدارة. فيما يلي بعض الطرق والتقنيات الشائعة لتحديد هذه المقاومات:

1. الطرق التحليلية

المقاومة المدخل

النموذج الصغير للإشارة: استخدم نموذج الإشارة الصغيرة للترانزستور (مثل المشترك-الإميتير، المشترك-القاعدة، المشترك-المجمع، إلخ) لتحليل المقاومة المدخل.

مضخم المشترك-الإميتير: يمكن التعبير عن المقاومة المدخل Rin كما يلي:

حيث rπ هي المقاومة الديناميكية بين القاعدة والإميتير، gm هي التحويلية، RL هي مقاومة الحمل، و RB هي مقاومة تحيز القاعدة.

مضخم المشترك-القاعدة: يمكن التعبير عن المقاومة المدخل Rin كما يلي

حيث re هي مقاومة الإميتير، و RE هي مقاومة تجاوز الإميتير.

مضخم المشترك-المجمع: يمكن التعبير عن المقاومة المدخل R in كما يلي

المقاومة المخرج

النموذج الصغير للإشارة: استخدم نموذج الإشارة الصغيرة للترانزستور لتحليل المقاومة المخرج.

مضخم المشترك-الإميتير: يمكن التعبير عن المقاومة المخرج Rout كما يلي

حيث ro هي المقاومة المخرج، و RC هي مقاومة المجمع.

مضخم المشترك-القاعدة: يمكن التعبير عن المقاومة المخرج R out كما يلي

مضخم المشترك-المجمع: يمكن التعبير عن المقاومة المخرج Rout كما يلي:

2. الطرق التجريبية

المقاومة المدخل

طريقة الجهد: قم بتطبيق إشارة متناوبة صغيرة على المدخل للدارة، قم بقياس الجهد المدخل Vin والتيار المدخل Iin، واحسب المقاومة المدخل:

طريقة المقاومة: قم بتوصيل مقاومة معروفة صغيرة Rs في سلسلة عند المدخل للدارة، قم بقياس الجهد المدخل Vin والجهد عبر المقاومة Vs، واحسب المقاومة المدخل:

المقاومة المخرج

طريقة الحمل: قم بتوصيل مقاومة حمل متغيرة RL عند المخرج للدارة، قم بقياس الجهد المخرج Vout أثناء تغيير مقاومة الحمل، واحسب المقاومة المخرج:

حيث Vout,0 هو الجهد المخرج عندما تكون مقاومة الحمل لا نهائية.

3. الطرق المحاكاة

برمجيات محاكاة الدارات: استخدم برامج محاكاة الدارات (مثل SPICE، LTspice، Multisim، إلخ) لمحاكاة الدارة والحصول مباشرة على المقاومة المدخل والمخرج.

المقاومة المدخل: قم بتطبيق إشارة متناوبة صغيرة على المدخل للدارة، قم بمحاكاة للحصول على الجهد المدخل والتيار المدخل، واحسب المقاومة المدخل.

المقاومة المخرج: قم بتوصيل مقاومة حمل متغيرة عند المخرج للدارة، قم بمحاكاة للحصول على الجهد المخرج أثناء تغيير مقاومة الحمل، واحسب المقاومة المخرج.

4. تقنيات تحليل الدارات

معادل ثيفينين: قم بتبسيط الدارة المعقدة إلى دارة معادلة ثيفينين، حيث تكون المقاومة المدخل هي المقاومة المكافئة.

معادل نورتون: قم بتبسيط الدارة المعقدة إلى دارة معادلة نورتون، حيث تكون المقاومة المخرج هي المقاومة المكافئة.

ملخص

يمكن تحديد المقاومة المدخل/المخرج للدارات التي تحتوي على الترانزستورات أو المكونات النشطة الأخرى باستخدام الطرق التحليلية والتجريبية والمحاكاة. اختيار الطريقة يعتمد على احتياجاتك الخاصة والموارد المتاحة لديك. الطرق التحليلية مناسبة للحسابات النظرية، والطرق التجريبية مناسبة للقياسات الفعلية، والطرق المحاكاة تجمع بين مزايا كلا الطريقتين، مما يسمح بإجراء تحليل وفحص تفصيلي على الكمبيوتر.