Transkonduktanssi - Transconductance

Transkonduktanssi ( siirtojohtavuutta varten ), jota harvoin kutsutaan myös keskinäiseksi johtavuudeksi , on sähköinen ominaisuus , joka yhdistää laitteen lähdön kautta kulkevan virran laitteen tulon yli olevaan jännitteeseen . Johtavuus on vastarinnan vastavuoroisuus.

Transadmittance (tai siirto pääsy ) on AC vastaa transkonduktanssi.

Määritelmä

Transkonduktanssi on usein merkitty konduktanssiksi, g _m , alaindeksillä, m, keskinäiselle . Se määritellään seuraavasti:

${\ displaystyle g_ {m} = {\ frac {\ Delta I _ {\ text {out}}} {\ Delta V _ {\ text {in}}}}}$

Ja pieni signaali vaihtovirta , määritelmä on yksinkertaisempi:

${\ displaystyle g_ {m} = {\ frac {i _ {\ text {out}}} {v _ {\ text {in}}}}}$

SI yksikkö, Siemens , symbolilla, S ; 1 siemens = 1 ampeeri volttia kohden korvasi vanhan johtavuuden yksikön, jolla on sama määritelmä, mho (ohmin taaksepäin kirjoitettu), symboli, ℧ .

Transresistance

Transresistance (for ylimenovastus ), myös harvoin kutsutaan keskinäinen vastus , on kaksi transkonduktanssivahvistimen. Se viittaa jännitteen muutoksen suhteeseen kahdessa lähtöpisteessä ja siihen liittyvään virran muutokseen kahden tulopisteen kautta, ja se merkitään r _m :

${\ displaystyle r_ {m} = {\ frac {\ Delta V _ {\ text {out}}} {\ Delta I _ {\ text {in}}}}}$

Transresistanssin SI -yksikkö on yksinkertaisesti ohmi , kuten vastuksessa.

Transimpedance (tai, siirto impedanssi ) on AC vastaa transresistance, ja on kaksi ja transadmittance.

Laitteet

Tyhjiöputket

Ja tyhjöputket , transkonduktanssi on määritelty muutos levyn (anodin) nykyinen jaettuna Vastaava muutos verkkoon / katodi jännite, jolla on vakio levyn (anodi) ja katodin jännite. Pienen signaalin tyhjiöputken tyypilliset arvot g _m ovat 1-10 millisiemens. Se on yksi tyhjiöputken kolmesta ominaisvakiosta, kaksi muuta ovat sen vahvistus μ (mu) ja levyn vastus r _p tai r _a . Van der Bijl yhtälö määrittelee niiden suhdetta seuraavasti:

${\ displaystyle g_ {m} = {\ frac {\ mu} {r_ {p}}}}$

Kenttävaikutustransistorit

Samoin Field Effect Transistor , ja MOSFET erityisesti, transkonduktanssi on muutos nieluvirran jaettuna pieni muutos hilan / lähdejännitteen kanssa jatkuvasti valua / jännitettä. Tyypilliset pienen signaalin kenttävaikutransistorin g _m : n arvot ovat 1-30 millisiemensiä.

Käyttämällä Shichman -Hodges -mallia MOSFETin transkonduktanssi voidaan ilmaista seuraavasti (katso MOSFET -artikkeli):

${\ displaystyle g_ {m} = {\ frac {2I_ {D}} {V _ {\ text {OV}}}}}$

jossa I _D on DC -tyhjennysvirta esijännityspisteessä ja V _OV on ylivaihdejännite , joka on bias -pisteen portti -lähdejännitteen ja kynnysjännitteen (eli V _OV ≡ V _GS - V _th ) välinen ero . Ylivirtajännite (tunnetaan joskus nimellä tehollinen jännite) valitaan tavallisesti noin 70–200 mV: n nopeudella 65 nm: n teknologiasolmulle ( I _D ≈ 1,13 mA/μm leveä), kun g _m on 11–32 mS/μm.

Lisäksi risteyksen FET transkonduktanssi saadaan , jossa V _P on puristusjännite ja I _DSS on suurin tyhjennysvirta. ${\ displaystyle g_ {m} = {\ frac {2I_ {DSS}} {\ vasen | {V_ {P}} \ oikea |}} \ vasen ({1-{\ frac {V_ {GS}} {V_ { P}}}} \ oikea)}$

Bipolaariset transistorit

G- _m on kaksisuuntainen pieni signaali transistorit vaihtelee suuresti, on verrannollinen kollektorivirta. Sen tyypillinen alue on 1-400 millisiemensiä. Tulojännitteen muutos kohdistuu kannan/emitterin väliin ja lähtö on muutos kollektorivirrassa, joka virtaa keräimen/emitterin välillä vakio keräin/emitterijännitteellä.

Bipolaarisen transistorin transkonduktanssi voidaan ilmaista muodossa

${\ displaystyle g_ {m} = {\ frac {I_ {C}} {V_ {T}}}}$

jossa I _C = DC-keräysvirta Q-pisteessä ja V _T = lämpöjännite , tyypillisesti noin 26 mV huoneenlämmössä. Tyypillisellä 10 mA virralla g _m ≈ 385 mS. Tuloimpedanssi on virtavahvistus ( β ) jaettuna transkonduktanssilla.

Lähtö (kollektorin) johtavuus määräytyy varhaisen jännitteen perusteella ja on verrannollinen keräilijän virtaan. Useimmille lineaarisessa toiminnassa oleville transistoreille se on selvästi alle 100 µS.

Vahvistimet

Transkonduktanssivahvistimet

Transkonduktanssivahvistimella ( g _m vahvistin) asettaa pois verrannollisen virran sen tulojännite. In verkko analyysi , transkonduktanssivahvistimen määritellään jänniteohjattu virtalähde ( VCCS ). On tavallista, että nämä vahvistimet on asennettu cascode -kokoonpanoon, mikä parantaa taajuusvastetta.

Transresistance -vahvistimet

Transresistance vahvistin lähdöt verrannollinen jännite sen tulovirran. Transresistanssivahvistinta kutsutaan usein transimpedanssivahvistimeksi , erityisesti puolijohdevalmistajat.

Termi transresistance -vahvistimelle verkkoanalyysissä on virran ohjaama jännitelähde ( CCVS ).

Käänteinen perusvastuksen vahvistin voidaan rakentaa operaatiovahvistimesta ja yhdestä vastuksesta. Liitä vain vastus operaatiovahvistimen lähdön ja invertoivan tulon väliin ja kytke ei-invertoiva tulo maahan. Lähtöjännite on sitten verrannollinen invertointitulon tulovirtaan, pienenee tulovirran kasvaessa ja päinvastoin.

Erikoispiirien transresistance (transimpedanssi) -vahvistimia käytetään laajalti signaalivirran vahvistamiseen valodiodeilta erittäin nopeiden kuituoptisten linkkien vastaanottopäässä.

Toiminnalliset transkonduktanssivahvistimet

Transkonduktanssioperaatiovahvistimen (OTA) on integroitu piiri, joka voi toimia transkonduktanssivahvistimen. Näissä on yleensä tulo, joka mahdollistaa transkonduktanssin ohjaamisen.

Katso myös

• Transistori
• Elektroniputki
• Elektroninen vahvistin
• Transimpedanssivahvistin
• Fontanan silta
• Toiminnallinen transkonduktanssivahvistin
• MOSFET

Viitteet

• Horowitz, Paul & Hill, Winfield (1989), Elektroniikan taide , Cambridge University Press, ISBN 0-521-37095-7CS1 maint: useita nimiä: tekijöiden luettelo ( linkki )

Ulkoiset linkit

• Transkonduktanssi - SearchSMB.com Määritelmät
• Transkonduktanssi äänivahvistimissa: David Wrightin artikkeli Pure Musicista [1]