Determinar la impedancia de entrada/salida de circuitos con transistores u otros componentes activos es un paso importante para comprender el rendimiento y las características de emparejamiento del circuito. A continuación, se presentan algunos métodos y técnicas comunes para determinar estas impedancias:
1. Métodos Analíticos
Impedancia de Entrada
Modelo de Señal Pequeña: Utilice el modelo de señal pequeña del transistor (como emisor común, base común, colector común, etc.) para analizar la impedancia de entrada.
Amplificador de Emisor Común: La impedancia de entrada Rin puede expresarse como:
donde rπ es la resistencia dinámica entre la base y el emisor, gm es la transconductancia,
RL es la resistencia de carga, y RB es el resistor de polarización de la base.
Amplificador de Base Común: La impedancia de entrada Rin puede expresarse como
donde re es la resistencia del emisor, y RE es el resistor de derivación del emisor.
Amplificador de Colector Común: La impedancia de entrada R in puede expresarse como
Impedancia de Salida
Modelo de Señal Pequeña: Utilice el modelo de señal pequeña del transistor para analizar la impedancia de salida.
Amplificador de Emisor Común: La impedancia de salida Rout puede expresarse como
donde ro es la resistencia de salida, y RC es el resistor del colector.
Amplificador de Base Común: La impedancia de salida R out an be expressed as
Amplificador de Colector Común: La impedancia de salida Rout an be expressed as:
2. Métodos Experimentales
Impedancia de Entrada
Método de Voltaje: Aplique una pequeña señal AC a la entrada del circuito, mida el voltaje de entrada
Vin y la corriente de entrada Iin, y calcule la impedancia de entrada:
Método de Resistor: Serie un resistor conocido Rs pequeño en la entrada del circuito, mida el voltaje de entrada Vin y el voltaje a través del resistor Vs, y calcule la impedancia de entrada:
Impedancia de Salida
Método de Carga: Conecte un resistor de carga variable
RL en la salida del circuito, mida el voltaje de salida Vout a medida que cambia la resistencia de carga, y calcule la impedancia de salida:
donde Vout,0 es el voltaje de salida cuando la resistencia de carga es infinita.
3. Métodos de Simulación
Software de Simulación de Circuitos: Utilice software de simulación de circuitos (como SPICE, LTspice, Multisim, etc.) para simular el circuito y obtener directamente la impedancia de entrada y salida.
Impedancia de Entrada: Aplique una pequeña señal AC a la entrada del circuito, simule para obtener el voltaje de entrada y la corriente de entrada, y calcule la impedancia de entrada.
Impedancia de Salida: Conecte un resistor de carga variable en la salida del circuito, simule para obtener el voltaje de salida a medida que cambia la resistencia de carga, y calcule la impedancia de salida.
4. Técnicas de Análisis de Circuitos
Equivalente Thevenin: Simplifique el circuito complejo a un circuito equivalente Thevenin, donde la impedancia de entrada es la resistencia equivalente.
Equivalente Norton: Simplifique el circuito complejo a un circuito equivalente Norton, donde la impedancia de salida es la resistencia equivalente.
Resumen
Determinar la impedancia de entrada/salida de circuitos con transistores u otros componentes activos puede hacerse utilizando métodos analíticos, experimentales y de simulación. La elección del método depende de sus necesidades específicas y los recursos disponibles. Los métodos analíticos son adecuados para cálculos teóricos, los métodos experimentales son adecuados para mediciones reales, y los métodos de simulación combinan las ventajas de ambos, permitiendo un análisis detallado y verificación en un ordenador.
