ما هي مقاومة المدخلات لمضخم قاعدة شائع؟

ما هي مقاومة المدخلات لمضخم قاعدة شائع؟

كمورد ترانزستور موثوق ، أجريت العديد من المحادثات مع المهندسين والهواة وعشاق الإلكترونيات حول الجوانب المختلفة لتطبيقات الترانزستور. أحد الموضوعات التي تظهر في كثير من الأحيان هو مقاومة المدخلات لمضخم قاعدة مشترك. في منشور المدونة هذا ، سوف أتعمق في ما هي مقاومة المدخلات لمضخم الأساس المشترك ، ولماذا يهم ، وكيف يؤثر على تصميم الدائرة.

فهم مكبر الصوت المشترك

قبل أن نناقش مقاومة المدخلات ، دعنا نراجع بإيجاز ما هو مضخم أساسي مشترك. يعد مكبر الصوت المشترك أحد طوبولوجيا مضخم الفضل الثنائي القطب الأساسي الثلاثة (BJT) ، إلى جانب مكبرات الصوت المشتركة - الباعث والمجموعة المشتركة. في التكوين القاعدي المشترك ، تكون المحطة الأساسية للترانزستور هي المحطة الشائعة بين إشارات الإدخال والإخراج.

يوفر مكبر الصوت المشترك - العديد من الخصائص الفريدة. لديها كسب الجهد العالي ، ومقاومة مدخلات منخفضة ، ومقاومة عالية الإخراج. كما يوفر مكسب الجهد غير المقلوب ، مما يعني أن إشارة الخرج في الطور مع إشارة الدخل. هذه الخصائص تجعلها مناسبة لتطبيقات محددة مثل مضخمات التردد العالية ودوائر مطابقة المعاوقة.

تحديد مقاومة المدخلات

مقاومة المدخلات ، التي يشار إليها باسم (r_ {in}) ، هي معلمة حاسمة في أي دائرة مضخم. إنه يمثل المقاومة المكافئة التي يرى مصدر الإدخال "متصلًا" بمكبر الصوت. بمعنى آخر ، إنها نسبة التغيير في جهد الإدخال ((\ delta v_ {in})) إلى التغيير في تيار الإدخال ((\ delta i_ {in})) في محطات الإدخال من مضخم.

من الناحية الرياضية ، (r_ {in} = \ frac {\ delta v_ {in}} {\ delta i_ {in}})

بالنسبة لمكبر صوت مشترك ، تكون مقاومة الإدخال منخفضة نسبيًا مقارنة بتكوينات المضخم الأخرى. هذه المقاومة المنخفضة للمدخلات هي نتيجة للطريقة التي يعمل بها الترانزستور في التكوين الأساسي المشترك.

حساب مقاومة المدخلات من مكبر الصوت القاعدة المشتركة

لحساب مقاومة المدخلات لمكبر صوت مشترك ، يمكننا أن نبدأ بنموذج الإشارة الصغير لترانزستور تقاطع ثنائي القطب. في نموذج الإشارة الصغير ، يمكن تمثيل الترانزستور بمصدر تيار تيار يتم التحكم فيه ومجموعة من المقاومات.

بالنسبة إلى مكبر للصوت القاعدة المشترك باستخدام NPN BJT ، يمكن تقريب مقاومة الإدخال بواسطة الصيغة التالية:

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

حيث (r_ {e}) هي مقاومة باعث الإشارة الصغيرة و (\ beta) هي الكسب الحالي للترانزستور.

يمكن حساب مقاومة باعث الإشارة الصغيرة (R_ {e}) باستخدام الصيغة:

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

حيث (v_ {t}) هو الجهد الحراري (حوالي 26 mV في درجة حرارة الغرفة) و (i_ {e}) هو تيار باعث DC.

لنأخذ مثالًا لتوضيح هذا الحساب. لنفترض أن لدينا مكبر صوت مشترك مع تيار باعث DC (I_ {e} = 1 \ Space MA). أولاً ، نحسب مقاومة باعث الإشارة الصغيرة:

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

بافتراض الحصول على ربح تيار (\ beta = 100) ، فإن مقاومة المدخلات للمضخم القاعدة المشترك هي:

(r_ {in} = \ frac {r_ {e}} {1+ \ beta} = \ frac {26 \ space \ omega} {1 + 100} \ approx0.26 \ Space \ Omega)

لماذا تهم مقاومة المدخلات المنخفضة

إن مقاومة المدخلات المنخفضة لمكبر الصوت المشترك لها العديد من الآثار المترتبة على تصميم الدائرة.

1. متطلبات مصدر الإشارة
تعني مقاومة المدخلات المنخفضة أن مكبر الصوت يرسم تيارًا كبيرًا نسبيًا من مصدر إشارة الإدخال. وهذا يتطلب أن يكون لمصدر الإشارة مقاومة إخراج منخفضة لتجنب توهين إشارة كبيرة. إذا كان لمصدر الإشارة مقاومة عالية للإخراج ، فسيحدث انخفاض كبير في الجهد عبر مقاومة المصدر ، مما يقلل من الجهد المتاح عند مدخلات مكبر الصوت.

2. مطابقة المعاوقة
في بعض التطبيقات ، يعد مطابقة الموقوف أمرًا بالغ الأهمية لزيادة نقل الطاقة بين مصدر الإشارة والمكبر للصوت. يمكن استخدام مقاومة المدخلات المنخفضة للمضخم القاعدة المشترك لمطابقة مقاومة الإخراج المنخفضة لمصادر الإشارة معينة ، مثل الهوائيات أو مستشعرات المقاومة المنخفضة. هذا يسمح بنقل الطاقة الفعال من المصدر إلى مكبر الصوت.

3. أداء التردد العالي
تساهم مقاومة المدخلات المنخفضة للمضخم القاعدة المشترك في أداء التردد العالي الممتاز. في الترددات العالية ، يمكن أن يكون للسعة الإدخال في الترانزستور تأثير كبير على أداء مكبر الصوت. تساعد مقاومة المدخلات المنخفضة على تقليل تأثير سعة الإدخال ، مما يسمح للمكبر للصوت بالعمل بترددات أعلى دون تشويه إشارة كبير.

تطبيقات مضخمات القاعدة المشتركة مع مقاومة مدخلات منخفضة

الخصائص الفريدة للمكبر للصوت القاعدة المشتركة ، بما في ذلك مقاومة المدخلات المنخفضة ، تجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات.

1. مكبرات الصوت RF
في دوائر التردد الراديوي (RF) ، غالبًا ما يتم استخدام مكبر الصوت القاعدة المشتركة كضخم مسبق أو مرحلة سائق. يمكن مطابقة مقاومة المدخلات المنخفضة مع المعاوقة المنخفضة لهوائيات RF ، ويسمح أداء التردد العالي به بتضخيم إشارات RF دون تشويه كبير.

2. المخازن المؤقتة الحالية
يمكن استخدام مكبر الصوت القاعدة المشترك كمخزن مؤقت تيار لعزل حمولة مقاومة عالية من مصدر مقاومة منخفض. تتيح مقاومة المدخلات المنخفضة للمكبر صوت رسم التيار من المصدر دون تحميله ، في حين تتيح مقاومة الإخراج العالية قيادة الحمل بشكل فعال.

3. شبكات مطابقة المعاوقة
كما ذكرنا سابقًا ، يمكن استخدام مقاومة المدخلات المنخفضة لمضخم الأساس المشترك في شبكات مطابقة المعاوقة. من خلال مطابقة مقاومة المدخلات للمكبر للصوت مع مقاومة الإخراج لمصدر الإشارة ، يمكن تحقيق أقصى نقل للطاقة.

الترانزستورات الخاصة بنا للمضخمات القاعدة المشتركة

كمورد ترانزستور ، نقدم مجموعة واسعة من الترانزستورات عالية الجودة المناسبة لتطبيقات مكبر الصوت القاعدة المشتركة. ملكناالترانزستورتم تصميم المنتجات لتوفير أداء ممتاز وموثوقية وكفاءة.

نحن نتفهم أهمية مقاومة المدخلات وغيرها من المعلمات الرئيسية في تصميم مكبر للصوت. لهذا السبب يتم اختيار الترانزستورات لدينا بعناية واختبارها لضمان تلبية المتطلبات الصارمة لمختلف التطبيقات. سواء كنت تعمل على مكبر صوت RF عالي التردد أو دائرة مخزن مؤقت بسيطة ، لدينا الترانزستور المناسب لك.

إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن منتجات الترانزستور الخاصة بنا أو لديك متطلبات محددة لتصميم مكبر الصوت المشترك الخاص بك ، فإننا نشجعك على الاتصال بنا لمناقشة المشتريات. فريق الخبراء لدينا مستعد لمساعدتك في العثور على أفضل الحلول لاحتياجاتك.

مراجع

1. Sedra ، as ، & Smith ، KC (2015). الدوائر الإلكترونية الدقيقة. مطبعة جامعة أكسفورد.
2. Boylestad ، RL ، & Nashelsky ، L. (2013). الأجهزة الإلكترونية ونظرية الدائرة. بيرسون.
3. Razavi ، B. (2017). أساسيات الإلكترونيات الدقيقة. وايلي.