Hvordan bestemmer jeg inngang/utgang impedansen for kretser som har transistorer eller andre aktive komponenter
Å bestemme inngang/utgang impedansen til kretser med transistorer eller andre aktive komponenter er et viktig steg for å forstå kretsens ytelse og matchingskarakteristika. Her er noen vanlige metoder og teknikker for å bestemme disse impedansene:
1. Analytiske Metoder
Inngangs-Impedanse
Liten-Signal-Modell: Bruk den lille-signal-modellen av transistoren (som felles-emitter, felles-base, felles-kollektor, etc.) for å analysere inngangs-impedansen.
Felles-Emitter Forsterker: Inngangs-impedansen Rin kan uttrykkes som:
der rπ er dynamisk motstand mellom base og emitter, gm er overføringsevne,
RL er belastningsmotstand, og RB er basismotstand.
Felles-Base Forsterker: Inngangs-impedansen Rin kan uttrykkes som
der re er emitter-motstand, og RE er emitter-bypass motstand.
Felles-Kollektor Forsterker: Inngangs-impedansen Rin kan uttrykkes som
Utgangs-Impedanse
Liten-Signal-Modell: Bruk den lille-signal-modellen av transistoren for å analysere utgangs-impedansen.
Felles-Emitter Forsterker: Utgangs-impedansen Rout kan uttrykkes som
der ro er utgangsmotstand, og RC er kollektormotstand.
Felles-Base Forsterker: Utgangs-impedansen Rout kan uttrykkes som
Felles-Kollektor Forsterker: Utgangs-impedansen Rout kan uttrykkes som:
2. Eksperimentelle Metoder
Inngangs-Impedanse
Spenningmetode: Anvend et lite AC-signal på inngangen til kretsen, mål inngangsspenningen
Vin og inngangstrømmen Iin, og beregn inngangs-impedansen:
Motstands-Metode: Seriekopler en kjent liten motstand Rs ved inngangen til kretsen, mål inngangsspenningen Vin og spenningen over motstanden Vs, og beregn inngangs-impedansen:
Utgangs-Impedanse
Belastningsmetode: Kopler en variabel belastningsmotstand
RL ved utgangen av kretsen, mål utgangsspenningen Vout når belastningsmotstanden endres, og beregn utgangs-impedansen:
der Vout,0 er utgangsspenningen når belastningsmotstanden er uendelig.
3. Simuleringsmetoder
Krets-Simuleringsprogramvare: Bruk krets-simuleringsprogramvare (som SPICE, LTspice, Multisim, etc.) for å simulere kretsen og direkte få inngangs- og utgangs-impedansen.
Inngangs-Impedanse: Anvend et lite AC-signal på inngangen til kretsen, simulér for å få inngangsspenningen og inngangstrømmen, og beregn inngangs-impedansen.
Utgangs-Impedanse: Kopler en variabel belastningsmotstand ved utgangen av kretsen, simulér for å få utgangsspenningen når belastningsmotstanden endres, og beregn utgangs-impedansen.
4. Kretsanalyseteknikker
Thevenin-Ekvivalent: Forenkle den komplekse kretsen til en Thevenin-ekvivalentkrets, hvor inngangs-impedansen er ekvivalentmotstanden.
Norton-Ekvivalent: Forenkle den komplekse kretsen til en Norton-ekvivalentkrets, hvor utgangs-impedansen er ekvivalentmotstanden.
Oppsummering
Å bestemme inngangs/utgangs-impedansen til kretser med transistorer eller andre aktive komponenter kan gjøres ved hjelp av analytiske metoder, eksperimentelle metoder, og simuleringsmetoder. Valget av metode avhenger av dine spesifikke behov og tilgjengelige ressurser. Analytiske metoder er egnet for teoretiske beregninger, eksperimentelle metoder er egnet for faktiske målinger, og simuleringsmetoder kombinerer fordeler fra begge, som tillater detaljert analyse og verifisering på datamaskinen.
