Određivanje ulaznog/izlaznog impedansa krugova s tranzistorima ili drugim aktivnim komponentama je važan korak za razumijevanje performansi i karakteristika podudaranja kruga. Evo nekoliko uobičajenih metoda i tehnika za određivanje tih impedansa:
1. Analitičke metode
Ulazni impedans
Mali-signalni model: Koristite mali-signalni model tranzistora (poput zajedničkog emitera, zajedničkog baza, zajedničkog kolektora itd.) za analizu ulaznog impedansa.
Pojačavač sa zajedničkim emiterom: Ulazni impedans Rin može se izraziti kao:
gdje je rπ dinamički otpor između baze i emitera, gm prenosna provodljivost,
RL je otpornik opterećenja, a RB je otpornik za polarizaciju baze.
Pojačavač sa zajedničkom bazom: Ulazni impedans Rin može se izraziti kao
gdje je re emiter otpor, a RE emiter preskočni otpornik.
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom: Ulazni impedans R in može se izraziti kao
Izlazni impedans
Mali-signalni model: Koristite mali-signalni model tranzistora za analizu izlaznog impedansa.
Pojačavač sa zajedničkim emiterom: Izlazni impedans Rout može se izraziti kao
gdje je ro izlazni otpor, a RC kolektor otpornik.
Pojačavač sa zajedničkom bazom: Izlazni impedans R out može se izraziti kao
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom: Izlazni impedans Rout može se izraziti kao:
2. Eksperimentalne metode
Ulazni impedans
Metoda napona: Primijenite mali AC signal na ulaz kruga, izmjerite ulazni napon
Vin i ulazni struja Iin, i izračunajte ulazni impedans:
Metoda otpornika: Serijski spajate poznati mali otpornik Rs na ulaz kruga, izmjerite ulazni napon Vin i napon na otporniku Vs, i izračunajte ulazni impedans:
Izlazni impedans
Metoda opterećenja: Spojite promjenjivi opterećeni otpornik
RL na izlaz kruga, izmjerite izlazni napon Vout kada se mijenja otpor opterećenja, i izračunajte izlazni impedans:
gdje je Vout,0 izlazni napon kada je otpor opterećenja beskonačan.
3. Simulacijske metode
Softver za simulaciju krugova: Koristite softver za simulaciju krugova (poput SPICE-a, LTspice-a, Multisima itd.) za simulaciju kruga i direktno dobivanje ulaznog i izlaznog impedansa.
Ulazni impedans: Primijenite mali AC signal na ulaz kruga, simulirajte da biste dobili ulazni napon i ulaznu struju, i izračunajte ulazni impedans.
Izlazni impedans: Spojite promjenjivi opterećeni otpornik na izlaz kruga, simulirajte da biste dobili izlazni napon kada se mijenja otpor opterećenja, i izračunajte izlazni impedans.
4. Tehnike analize krugova
Theveninov ekvivalent: Pojednostavite složeni krug na Theveninov ekvivalentni krug, gdje je ulazni impedans ekvivalentni otpor.
Nortonov ekvivalent: Pojednostavite složeni krug na Nortonov ekvivalentni krug, gdje je izlazni impedans ekvivalentni otpor.
Sažetak
Određivanje ulaznog/izlaznog impedansa krugova s tranzistorima ili drugim aktivnim komponentama može se obaviti koristeći analitičke metode, eksperimentalne metode i simulacijske metode. Izbor metode ovisi o vašim specifičnim potrebama i dostupnim resursima. Analitičke metode su prikladne za teorijska izračunavanja, eksperimentalne metode su prikladne za stvarna mjerenja, a simulacijske metode kombiniraju prednosti obje, omogućujući detaljnu analizu i provjeru na računalu.
