Определянето на входното/изходното импеданс на вериги с транзистори или други активни компоненти е важен етап за разбиране на производителността и характеристиките за съвместимост на веригата. Ето някои общи методи и техники за определяне на тези импеданси:
1. Аналитични методи
Входен импеданс
Малко-сигнална модель: Използвайте малко-сигналната модель на транзистора (като общо изходящ, общо базов, общо колекторен и т.н.) за анализ на входния импеданс.
Усилвател с общо изходящ: Входният импеданс Rin може да бъде изразен като:
където rπ е динамичното съпротивление между базата и изходящият елемент, gm е транскондукцията,
RL е съпротивлението на нагрузката, а RB е съпротивлението на базовия бут.
Усилвател с общо базов: Входният импеданс Rin може да бъде изразен като
където re е съпротивлението на изходящият елемент, а RE е прескачащото съпротивление на изходящият елемент.
Усилвател с общо колекторен: Входният импеданс R in може да бъде изразен като
Изходен импеданс
Малко-сигнална модель: Използвайте малко-сигналната модель на транзистора за анализ на изходния импеданс.
Усилвател с общо изходящ: Изходният импеданс Rout може да бъде изразен като
където ro е изходното съпротивление, а RC е съпротивлението на колектора.
Усилвател с общо базов: Изходният импеданс R out може да бъде изразен като
Усилвател с общо колекторен: Изходният импеданс Rout може да бъде изразен като:
2. Експериментални методи
Входен импеданс
Метод с напрежение: Приложете малко AC сигнал към входа на веригата, измерете входното напрежение
Vin и входния ток Iin, и изчислете входния импеданс:
Метод със съпротивление: Серийно свържете известно малко съпротивление Rs при входа на веригата, измерете входното напрежение Vin и напрежението върху съпротивлението Vs, и изчислете входния импеданс:
Изходен импеданс
Метод с нагрузка: Свържете променливо съпротивление на нагрузка
RL при изхода на веригата, измерете изходното напрежение Vout при промяна на съпротивлението на нагрузката, и изчислете изходния импеданс:
където Vout,0 е изходното напрежение, когато съпротивлението на нагрузката е безкрайно.
3. Методи на симулация
Софтуер за симулация на вериги: Използвайте софтуер за симулация на вериги (като SPICE, LTspice, Multisim и т.н.) за симулация на веригата и директно получаване на входния и изходния импеданс.
Входен импеданс: Приложете малко AC сигнал към входа на веригата, симулирайте за получаване на входното напрежение и входния ток, и изчислете входния импеданс.
Изходен импеданс: Свържете променливо съпротивление на нагрузка при изхода на веригата, симулирайте за получаване на изходното напрежение при промяна на съпротивлението на нагрузката, и изчислете изходния импеданс.
4. Техники за анализ на вериги
Тевенинова еквивалентна верига: Упростете сложната верига до Тевенинова еквивалентна верига, където входният импеданс е еквивалентното съпротивление.
Нортонова еквивалентна верига: Упростете сложната верига до Нортонова еквивалентна верига, където изходният импеданс е еквивалентното съпротивление.
Резюме
Определянето на входния/изходния импеданс на вериги с транзистори или други активни компоненти може да се направи чрез аналитични методи, експериментални методи и методи на симулация. Изборът на метод зависи от вашите конкретни нужди и наличните ресурси. Аналитичните методи са подходящи за теоретични изчисления, експерименталните методи са подходящи за реални измервания, а методите на симулация комбинират предимствата на двете, позволявайки детайлна анализа и проверка на компютър.
