איך אני קובע את ערך התנגדות הכניסה/יציאה של מעגלים שמכילים טרנזיסטורים או רכיבים פעילים אחרים

קביעת המימד ההודף/מוצף של מעגלים עם טרנזיסטורים או מרכיבים פעילים אחרים היא צעד חשוב להבנת הביצועים והמאפיינים התואמים של המעגל. הנה כמה שיטות וטכניקות נפוצות לקביעת המימדים הללו:

1. שיטות אנליטיות

מימד הכניסה

מודל אות קטן: השתמש במודל אות קטן של הטרנזיסטור (כמו אמפליפייר משותף-נשא, משותף-בסיס, משותף-קולקטור, וכדומה) כדי לנתח את מימד הכניסה.

אמפליפייר משותף-נשא: מימד הכניסה Rin ניתן לביטוי כ:

כאשר rπ הוא ההתנגדות הדינמית בין הבסיס לנשא, gm היא המעבר הנעה,

RL היא ההתנגדות המטען, ו-RB היא ההתנגדות הטיה של הבסיס.

אמפליפייר משותף-בסיס: מימד הכניסה Rin ניתן לביטוי כ

כאשר re היא ההתנגדות הנשא, ו-RE היא ההתנגדות הקצרה של הנשא.

אמפליפייר משותף-קולקטור: מימד הכניסה R in ניתן לביטוי כ

מימד היציאה

מודל אות קטן: השתמש במודל אות קטן של הטרנזיסטור לנתח את מימד היציאה.

אמפליפייר משותף-נשא: מימד היציאה Rout ניתן לביטוי כ

כאשר ro היא ההתנגדות היציאה, ו-RC היא ההתנגדות הקולקטור.

אמפליפייר משותף-בסיס: מימד היציאה R out ניתן לביטוי כ

אמפליפייר משותף-קולקטור: מימד היציאה Rout ניתן לביטוי כ:

2. שיטות ניסוייות

מימד הכניסה

שיטה של מתח: הפעיל אות AC קטן לכניסה של המעגל, מדד את מתח הכניסה

Vin ואת הזרם הכניסה Iin, וחשב את מימד הכניסה:

שיטה של התנגדות: סדר תנגד ידוע קטן Rs בכניסה של המעגל, מדד את מתח הכניסה Vin ואת מתח על התנגדות Vs, וחשב את מימד הכניסה:

מימד היציאה

שיטה של מטען: חיבר מטען משתנה

RL ביציאת המעגל, מדד את מתח היציאה Vout כאשר ההתנגדות המטען משתנה, וחשב את מימד היציאה:

כאשר Vout,0 הוא מתח היציאה כאשר ההתנגדות המטען היא אינסופית.

3. שיטות סימולציה

תוכנות סימולציה של מעגלים: השתמש בתוכנות סימולציה של מעגלים (כמו SPICE, LTspice, Multisim, וכדומה) לסימולציה של המעגל ולקבלת מימד הכניסה והיציאה ישירות.

מימד הכניסה: הפעל אות AC קטן לכניסה של המעגל, סימולציה לקבל את מתח הכניסה והזרם הכניסה, וחשב את מימד הכניסה.

מימד היציאה: חיבר מטען משתנה ביציאת המעגל, סימולציה לקבל את מתח היציאה כאשר ההתנגדות המטען משתנה, וחשב את מימד היציאה.

4. טכניקות ניתוח מעגלים

שקילות Thevenin: פשט את המעגל המורכב למעגל שקילות Thevenin, שבו מימד הכניסה הוא ההתנגדות השקילה.

שקילות Norton: פשט את המעגל המורכב למעגל שקילות Norton, שבו מימד היציאה הוא ההתנגדות השקילה.

סיכום

קביעת מימדי הכניסה/היציאה של מעגלים עם טרנזיסטורים או מרכיבים פעילים אחרים יכולה להתבצע בשיטות אנליטיות, ניסוייות וסימולציה. בחירת השיטה תלויה בצרכים הספציפיים והמשאבים הזמינים. שיטות אנליטיות מתאימות לחישובים תאורטיים, שיטות ניסוייות מתאימות למדידות אמיתיות, ושיטות סימולציה משלבות את היתרונות של שניהם, מאפשרות ניתוח ובדיקה מפורטת על מחשב.