Jaki jest rezystancja wejściowa wspólnego wzmacniacza podstawowego?
Zostaw wiadomość
Jaki jest rezystancja wejściowa wspólnego wzmacniacza podstawowego?
Jako zaufany dostawca tranzystora prowadziłem wiele rozmów z inżynierami, hobbystami i entuzjastami elektroniki na temat różnych aspektów zastosowań tranzystorowych. Jednym z tematów, który często pojawia się, jest odporność wejściowa wspólnego wzmacniacza podstawowego. W tym poście na blogu zagłębię się głęboko w opór wejściowy wspólnego - podstawowego wzmacniacza, dlaczego ma to znaczenie i jak wpływa na projekt obwodu.
Zrozumienie wspólnego wzmacniacza podstawowego
Zanim omówimy rezystancję wejściową, przejrzyjmy krótko, czym jest wspólny - podstawowy wzmacniacz. Wspólny - wzmacniacz podstawowy jest jednym z trzech podstawowych topologii amplifikatora dwubiegunowego z pojedynczym etapem dwubiegunowym (BJT), wraz z wspólnymi amplifikatorami emiterowymi i wspólnymi - wzmacniaczami kolektora. We wspólnej konfiguracji podstawowej terminale podstawowym tranzystor jest wspólny terminal między sygnałami wejściowymi i wyjściowymi.
Wspólny wzmacniacz podstawowy oferuje kilka unikalnych cech. Ma przyrost wysokiego napięcia, niską rezystancję wejściową i wysoką rezystancję wyjściową. Zapewnia również nie odwracający wzmocnienie napięcia, co oznacza, że sygnał wyjściowy jest w fazie z sygnałem wejściowym. Właściwości te sprawiają, że nadaje się do określonych zastosowań, takich jak wzmacniacze o wysokiej częstotliwości i obwody dopasowywania impedancji.
Definiowanie rezystancji wejściowej
Rezystancja wejściowa, oznaczona jako (r_ {in}), jest kluczowym parametrem w dowolnym obwodzie wzmacniacza. Reprezentuje równoważny opór, który źródło wejściowe „widzi” po podłączeniu do wzmacniacza. Innymi słowy, jest to stosunek zmiany napięcia wejściowego ((\ delta v_ {in})) do zmiany prądu wejściowego ((\ delta i_ {in})) na terminalach wejściowych wzmacniacza.
Matematycznie, (r_ {in} = \ frac {\ delta v_ {in}} {\ delta i_ {in}})
W przypadku wspólnego wzmacniacza podstawowego rezystancja wejściowa jest stosunkowo niska w porównaniu z innymi konfiguracją wzmacniacza. Ta niska rezystancja wejściowa jest wynikiem sposobu działania tranzystora w wspólnej konfiguracji podstawowej.
Obliczanie rezystancji wejściowej wspólnego wzmacniacza podstawowego
Aby obliczyć rezystancję wejściową wspólnego wzmacniacza zasad, możemy zacząć od małego modelu sygnału dwubiegunowego tranzystora połączenia. W modelu małego sygnału tranzystor może być reprezentowany przez prądowe źródło prądu kontrolowane i zestaw rezystorów.
W przypadku wspólnego wzmacniacza zasad przy użyciu NPN BJT rezystancja wejściowa może być przybliżona w następującym wzorze:
(R_ {in} = \ frac {r_ {e}} {1 + \ beta})
gdzie (r_ {e}) jest oporem małego emitura sygnału i (\ beta) jest bieżącym wzmocnieniem tranzystora.
Oporność na emitera małego sygnału (R_ {e}) można obliczyć za pomocą wzoru:
(r_ {e} = \ frac {v_ {t}} {i_ {e}})
gdzie (v_ {t}) jest napięciem termicznym (około 26 mV w temperaturze pokojowej) i (i_ {e}) jest prądem emitera DC.
Weźmy przykład, aby zilustrować to obliczenia. Załóżmy, że mamy wspólny wzmacniacz podstawowy z prądem emitera DC (i_ {e} = 1 \ spare ma). Najpierw obliczamy oporność na emitera małego sygnału:
(r_ {e} = \ frac {v_ {t}} {i_ {e}} = \ frac {26 \ spare mv} {1 \ spare ma} = 26 \ spare \ omega)
Zakładając prądowy wzmocnienie (\ beta = 100), rezystancja wejściowa wspólnego wzmacniacza podstawowego wynosi:
(R_ {in} = \ frac {r_ {e}} {1+ \ beta} = \ frac {26 \ spare \ omega} {1 + 100} \ około 0,26 \ spacja \ omega)
Dlaczego liczy się niska rezystancja wejściowa
Niska rezystancja wejściowa wspólnego wzmacniacza podstawowego ma kilka implikacji dla projektowania obwodu.
1. Wymagania źródła sygnału
Niska rezystancja wejściowa oznacza, że wzmacniacz rysuje stosunkowo duży prąd ze źródła sygnału wejściowego. Wymaga to, aby źródło sygnału miało niską rezystancję wyjściową, aby uniknąć znacznego tłumienia sygnału. Jeśli źródło sygnału ma wysoką rezystancję wyjściową, na oporność źródła wystąpi duży spadek napięcia, zmniejszając napięcie dostępne na wejściu wzmacniacza.
2. Dopasowanie impedancji
W niektórych zastosowaniach dopasowanie impedancji ma kluczowe znaczenie dla maksymalizacji przenoszenia mocy między źródłem sygnału a wzmacniaczem. Niska rezystancja wejściowa wspólnego wzmacniacza zasadowego może być użyta do dopasowania niskiej rezystancji wyjściowej niektórych źródeł sygnałów, takich jak anteny lub czujniki impedancji o niskiej zawartości. Umożliwia to wydajne przeniesienie mocy ze źródła do wzmacniacza.
3. Wysoka wydajność częstotliwości
Niska rezystancja wejściowa wspólnego wzmacniacza podstawowego przyczynia się do jego doskonałej wydajności o wysokiej częstotliwości. Przy wysokich częstotliwościach pojemność wejściowa tranzystora może mieć znaczący wpływ na wydajność wzmacniacza. Niska rezystancja wejściowa pomaga zmniejszyć efekt pojemności wejściowej, umożliwiając działanie wzmacniacza przy wyższych częstotliwościach bez znaczących zniekształceń sygnału.
Zastosowania wspólnych wzmacniaczy podstawowych o niskiej rezystancji wejściowej
Unikalne cechy wspólnego wzmacniacza bazowego, w tym jego niski opór wejściowy, sprawia, że jest odpowiedni do różnych zastosowań.
1. Wzmacniacze RF
W obwodach częstotliwości radiowej (RF) wspólny wzmacniacz podstawowy jest często używany jako wzmacniacz lub etap sterownika. Jego niską odporność wejściową można dopasować do niskiej impedancji anten RF, a jego wysoka wydajność pozwala mu wzmacniać sygnały RF bez znaczących zniekształceń.
2. Obecne bufory
Wspólny wzmacniacz podstawowy może być stosowany jako prądowy bufor do izolowania wysokiego obciążenia impedancji ze źródła o niskiej impedancji. Niska rezystancja wejściowa wzmacniacza pozwala mu pobierać prąd ze źródła bez ładowania, podczas gdy wysoki rezystancja wyjściowa pozwala mu skutecznie napędzać obciążenie.
3. Sieci pasujące do impedancji
Jak wspomniano wcześniej, niska rezystancja wejściowa wspólnego wzmacniacza podstawowego może być stosowana w sieciach dopasowania impedancji. Dzięki dopasowaniu rezystancji wejściowej wzmacniacza do rezystancji wyjściowej źródła sygnału można osiągnąć maksymalne przeniesienie mocy.
Nasze tranzystory dla wspólnych wzmacniaczy podstawowych
Jako dostawca tranzystora oferujemy szeroką gamę wysokiej jakości tranzystorów, które są odpowiednie do wspólnych zastosowań wzmacniaczy podstawowych. NaszTranzystorProdukty zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić doskonałą wydajność, niezawodność i wydajność.
Rozumiemy znaczenie rezystancji wejściowej i innych kluczowych parametrów w projektowaniu wzmacniacza. Właśnie dlatego nasze tranzystory są starannie wybierane i testowane, aby zapewnić, że spełniają surowe wymagania różnych aplikacji. Niezależnie od tego, czy pracujesz nad wzmacniaczem RF o wysokiej częstotliwości lub prostym obwodem bufora prądu, mamy dla Ciebie odpowiedni tranzystor.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o naszych produktach tranzystorowych lub masz określone wymagania dotyczące wspólnego - bazowego projektu wzmacniacza, zachęcamy do skontaktowania się z nami w celu omówienia zamówień. Nasz zespół ekspertów jest gotowy pomóc w znalezieniu najlepszych rozwiązań dla Twoich potrzeb.
Odniesienia
- Sedra, AS i Smith, KC (2015). Obwody mikroelektroniczne. Oxford University Press.
- Boylestad, RL i Nashelsky, L. (2013). Urządzenia elektroniczne i teoria obwodów. Pearson.
- Razavi, B. (2017). Podstawy mikroelektroniki. Wiley.
