Koliki je ulazni otpor uobičajenog - osnovnog pojačala?

Koliki je ulazni otpor uobičajenog - osnovnog pojačala?

Kao pouzdani dobavljač tranzistora, vodio sam brojne razgovore s inženjerima, hobistima i ljubiteljima elektronike o različitim aspektima tranzistorskih aplikacija. Jedna tema koja se često pojavljuje je ulazni otpor uobičajenog - osnovnog pojačala. U ovom postu na blogu duboko ću ući u to što je ulazno otpor uobičajenog - osnovnog pojačala, zašto je to važno i kako utječe na dizajn kruga.

Razumijevanje uobičajenog - osnovnog pojačala

Prije nego što razgovaramo o ulaznom otporu, ukratko pregledajmo što je uobičajeno pojačalo. Uobičajeno - osnovno pojačalo jedan je od tri osnovna jednosmjerna bipolarna spojnica tranzistora (BJT) topologije pojačala, zajedno s uobičajenim emitiranim i uobičajenim pojačala. U zajedničkoj konfiguraciji, osnovni terminal tranzistora je uobičajeni terminal između ulaznih i izlaznih signala.

Uobičajeno - osnovno pojačalo nudi nekoliko jedinstvenih karakteristika. Ima visoki porast napona, nizak ulazni otpor i visoki izlazni otpor. Također pruža ne -invertirajući napon, što znači da je izlazni signal u fazi s ulaznim signalom. Ova svojstva čine ga prikladnim za specifične aplikacije kao što su visoke frekvencijske pojačala i sklopovi za podudaranje impedancije.

Definiranje ulaznog otpora

Ulazni otpor, označen kao (r_ {in}), ključni je parametar u bilo kojem krugu pojačala. Predstavlja ekvivalentni otpor koji ulazni izvor "vidi" kada je spojen na pojačalo. Drugim riječima, to je omjer promjene ulaznog napona ((\ delta v_ {in})) na promjenu ulazne struje ((\ delta i_ {in})) na ulaznim terminalima pojačala.

Matematički, (r_ {in} = \ frac {\ delta v_ {in}} {\ delta i_ {in}})

Za uobičajeno - osnovno pojačalo, ulazni otpor je relativno nizak u usporedbi s ostalim konfiguracijama pojačala. Ovaj niski ulazni otpor rezultat je načina na koji tranzistor djeluje u uobičajenoj konfiguraciji.

Izračunavanje ulaznog otpora uobičajenog - osnovnog pojačala

Da bismo izračunali ulazni otpor uobičajenog - osnovnog pojačala, možemo započeti s malim modelom signala bipolarnog spojnog tranzistora. U modelu malog signala, tranzistor može biti predstavljen izvorom struje - kontroliranim strujom i skupom otpornika.

Za uobičajeno - osnovno pojačalo pomoću NPN BJT, ulazni otpor može se aproksimirati sljedećim formulom:

(R_ {in} = \ frac {r_ {e}} {1 + \ beta})

gdje je (r_ {e}) malog otpora emitera signala i (\ beta) je trenutni dobitak tranzistora.

Otpor malog signala (r_ {e}) može se izračunati pomoću formule:

(r_ {e} = \ frac {v_ {t}} {i_ {e}})

gdje je (v_ {t}) toplinski napon (otprilike 26 mV na sobnoj temperaturi) i (i_ {e}) je struja istosmjernog emitera.

Uzmimo primjer kako bismo ilustrirali ovaj izračun. Pretpostavimo da imamo uobičajeno - osnovno pojačalo s istosmjernom strujom emitera (i_ {e} = 1 \ Space MA). Prvo izračunavamo malu otpornost na signal:

(r_ {e} = \ frac {v_ {t}} {i_ {e}} = \ frac {26 \ Space mv} {1 \ Space ma} = 26 \ Space \ omega)

Pod pretpostavkom da je trenutni dobitak (\ beta = 100), ulazni otpor uobičajenog - osnovnog pojačala je:

(R_ {in} = \ frac {r_ {e}}} {1+ \ beta} = \ frac {26 \ Space \ omega} {1 + 100} \ cca 0,26 \ Space \ omega)

Zašto je važan nizak ulazni otpor

Nizak ulazni otpor uobičajenog - osnovnog pojačala ima nekoliko implikacija na dizajn kruga.

1. Zahtjevi za izvor signala
Nizak ulazni otpor znači da pojačalo crpi relativno veliku struju iz izvora ulaznog signala. To zahtijeva da izvor signala ima nizak izlazni otpor kako bi se izbjeglo značajno prigušenje signala. Ako izvor signala ima visoki izlazni otpor, na snazi ​​će se pojaviti veliki pad napona, smanjujući napon dostupan na ulazu pojačala.

2. podudaranje impedancije
U nekim je aplikacijama podudaranje impedancije ključno za maksimiziranje prijenosa snage između izvora signala i pojačala. Nizak ulazni otpor uobičajenog - osnovnog pojačala može se koristiti za podudaranje niskog izlaznog otpora određenih izvora signala, poput antena ili senzora niske impedance. To omogućava učinkovit prijenos snage iz izvora na pojačalo.

3. Visoke - frekvencijske performanse
Nizak ulazni otpor uobičajenog - osnovnog pojačala doprinosi njegovim izvrsnim performansama visoke frekvencije. Na visokim frekvencijama, ulazna kapacitivnost tranzistora može imati značajan utjecaj na performanse pojačala. Nizak ulazni otpor pomaže u smanjenju učinka ulaznog kapacitivnosti, omogućavajući pojačalo da djeluje na višim frekvencijama bez značajnog izobličenja signala.

Primjene uobičajenih - osnovnih pojačala s malim ulaznim otporom

Jedinstvene karakteristike uobičajenog pojačala, uključujući njegov niski otpor unosa, čine ga prikladnim za različite primjene.

1. RF pojačala
U krugovima radio frekvencije (RF), uobičajeno - osnovno pojačalo često se koristi kao pred -pojačalo ili faza upravljačkog programa. Njegov niski ulazni otpor može se uskladiti s niskom impedancijom RF antena, a njegovi visoki frekvencijski učinak omogućava mu pojačavanje RF signala bez značajnog izobličenja.

2. strujni međuspremnici
Uobičajeno - osnovno pojačalo može se koristiti kao strujni međuspremnik za izoliranje opterećenja visoke impedancije iz izvora niske impedancije. Nizak ulazni otpor pojačala omogućava mu da crpi struju iz izvora bez učitavanja, dok visoki izlazni otpor omogućava da učinkovito pogon opterećenja.

3. mreže podudaranja impedancije
Kao što je ranije spomenuto, nizak ulazni otpor uobičajenog pojačala može se koristiti u mrežama za podudaranje impedancije. Usklađivanjem ulaznog otpora pojačala s izlaznim otporom izvora signala, može se postići maksimalni prijenos snage.

Naši tranzistori za uobičajena - osnovna pojačala

Kao dobavljač tranzistora, nudimo širok raspon visokokvalitetnih tranzistora koji su prikladni za uobičajene aplikacije za pojačalo. NašeTranzistorProizvodi su dizajnirani tako da pružaju izvrsne performanse, pouzdanost i učinkovitost.

Razumijemo važnost ulaznog otpora i drugih ključnih parametara u dizajnu pojačala. Zbog toga su naši tranzistori pažljivo odabrani i testirani kako bi osigurali da ispunjavaju stroge zahtjeve različitih aplikacija. Bilo da radite na visokoj frekvencijskom RF pojačalu ili jednostavnom strujnom puferskom krugu, imamo pravi tranzistor za vas.

Ako ste zainteresirani da saznate više o našim tranzistorskim proizvodima ili imate posebne zahtjeve za vaš uobičajeni dizajn osnovnog pojačala, potičemo vas da nas kontaktirate radi rasprave o nabavi. Naš tim stručnjaka spreman je pomoći u pronalaženju najboljih rješenja za vaše potrebe.

Reference

1. Sedra, AS, & Smith, KC (2015). Mikroelektronski krugovi. Oxford University Press.
2. Boylestad, RL, & Nashelsky, L. (2013). Elektronički uređaji i teorija kruga. Pearson.
3. Razavi, B. (2017). Osnove mikroelektronike. Wiley.