Jak určím vstupní/výstupní impedanci obvodů, které obsahují tranzistory nebo jiné aktivní součástky?

Určení vstupního/výstupního impedancí obvodů s tranzistory nebo jinými aktivními součástkami je důležitým krokem pro porozumění výkonu a charakteristikám shody obvodu. Zde jsou některé běžné metody a techniky pro určení těchto impedancí:

1. Analytické metody

Vstupní impedance

Malosignálový model: Použijte malosignálový model tranzistoru (jako společný emitor, společná základna, společný sběrač atd.) k analýze vstupní impedance.

Společný emitor amplifikátor: Vstupní impedance Rin lze vyjádřit jako:

kde rπ je dynamická rezistence mezi základnou a emitorem, gm je transkonduktance,

RL je vnitřní rezistence, a RB je rezistor základnového polarizačního napětí.

Společná základna amplifikátor: Vstupní impedance Rin lze vyjádřit jako

kde re je rezistence emitery, a RE je rezistor bypass emitery.

Společný sběrač amplifikátor: Vstupní impedance R in lze vyjádřit jako

Výstupní impedance

Malosignálový model: Použijte malosignálový model tranzistoru k analýze výstupní impedance.

Společný emitor amplifikátor: Výstupní impedance Rout lze vyjádřit jako

kde ro je výstupní rezistence, a RC je sběračový rezistor.

Společná základna amplifikátor: Výstupní impedance R out lze vyjádřit jako

Společný sběrač amplifikátor: Výstupní impedance Rout lze vyjádřit jako:

2. Experimentální metody

Vstupní impedance

Metoda napětí: Připojte malý AC signál na vstup obvodu, změřte vstupní napětí

Vin a vstupní proud Iin, a spočítejte vstupní impedance:

Metoda rezistoru: Sériově připojte známý malý rezistor Rs na vstup obvodu, změřte vstupní napětí Vin a napětí na rezistoru Vs, a spočítejte vstupní impedance:

Výstupní impedance

Metoda zátěže: Připojte proměnný zátěžový rezistor

RL na výstup obvodu, změřte výstupní napětí Vout, jak se mění zátěžová rezistence, a spočítejte výstupní impedance:

kde Vout,0 je výstupní napětí, když je zátěžová rezistence nekonečná.

3. Simulační metody

Software pro simulaci obvodů: Použijte software pro simulaci obvodů (jako SPICE, LTspice, Multisim atd.) k simulaci obvodu a přímému získání vstupní a výstupní impedance.

Vstupní impedance: Připojte malý AC signál na vstup obvodu, simuluje se získají vstupní napětí a vstupní proud, a spočítejte vstupní impedance.

Výstupní impedance: Připojte proměnný zátěžový rezistor na výstup obvodu, simuluje se získají výstupní napětí, jak se mění zátěžová rezistence, a spočítejte výstupní impedance.

4. Techniky analýzy obvodů

Theveninova ekvivalence: Zjednodušte složitý obvod na Theveninovu ekvivalentní obvod, kde vstupní impedance je ekvivalentní rezistence.

Nortonova ekvivalence: Zjednodušte složitý obvod na Nortonovu ekvivalentní obvod, kde výstupní impedance je ekvivalentní rezistence.

Shrnutí

Určení vstupního/výstupního impedancí obvodů s tranzistory nebo jinými aktivními součástkami lze provést pomocí analytických metod, experimentálních metod a simulačních metod. Volba metody závisí na vašich specifických potřebách a dostupných zdrojích. Analytické metody jsou vhodné pro teoretické výpočty, experimentální metody jsou vhodné pro skutečné měření, a simulační metody kombinují výhody obou, umožňují podrobnou analýzu a ověření na počítači.