Transkonduktans - Transconductance

Transkonduktans (for overføringskonduktans ), også sjelden kalt gjensidig konduktans , er den elektriske egenskapen som relaterer strømmen gjennom utgangen til en enhet til spenningen over inngangen til en enhet. Konduktans er gjensidig motstand.

Transadmittance (eller overføring adgang ) er AC tilsvarende transkonduktans.

Definisjon

Modell transkonduktans enhet

Transkonduktans er veldig ofte betegnet som en konduktans, g m , med et abonnement, m, for gjensidig . Det er definert som følger:

For liten signal vekselstrøm er definisjonen enklere:

Den SI enhet, Siemens , med det symbol, S ; 1 siemens = 1 ampere per volt erstattet den gamle konduktans -enheten, med samme definisjon, mho (ohm stavet bakover), symbol, .

Transmotstand

Transresistans (for overføringsmotstand ), også sjelden referert til som gjensidig motstand , er det dobbelte av transkonduktans. Det refererer til forholdet mellom en endring av spenningen ved to utgangspunkter og en relatert endring av strøm gjennom to inngangspunkter, og er notert som r m :

SI -enheten for transresistans er ganske enkelt ohm , som i motstand.

Transimpedance (eller, overføring impedans ) er AC tilsvarende transresistance, og er den doble av transadmittance.

Enheter

Vakuum-rør

For vakuumrør er transkonduktans definert som endringen i plate (anode) strøm delt på den tilsvarende endringen i rutenettet/katodespenningen, med en konstant plate (anode) til katodespenningen. Typiske verdier av g m for et vakuumrør med lite signal er 1 til 10 millisiemens. Det er en av de tre karakteristiske konstantene til et vakuumrør, de to andre er forsterkningen μ (mu) og platemotstanden r p eller r a . Den Van der Bijl ligning definerer deres relasjon som følger:

Felt effekt transistorer

På samme måte, i felteffekttransistorer , og spesielt MOSFET -er , er transkonduktans endringen i dreneringsstrømmen dividert med den lille endringen i gate/kildespenningen med en konstant drenerings-/kildespenning. Typiske verdier av g m for en transistor med lite signalfelt er 1 til 30 millisiemens.

Ved å bruke Shichman - Hodges -modellen kan transkonduktansen for MOSFET uttrykkes som (se MOSFET -artikkelen):

der I D er likestrømsledningsstrømmen ved forspenningspunktet , og V OV er overspenningen , som er forskjellen mellom forspenningspunktets gate -kildespenning og terskelspenningen (dvs. V OVV GS - V th ). Overdrive -spenningen (noen ganger kjent som den effektive spenningen) velges vanligvis ved omtrent 70–200 mV for 65 nm teknologinoden ( I D ≈ 1,13 mA/μm bredde) for en g m på 11–32 mS/μm.

I tillegg transkonduktansen for krysset FET er gitt ved , hvor V P er den pinchoff spenning og jeg DSS er den maksimale drenstrømmene.

Bipolare transistorer

G m av bipolare små-signal transistorer varierer mye, og er proporsjonal med kollektorstrømmen. Den har et typisk område på 1 til 400 millisiemens. Inngangsspenningendringen brukes mellom basen/emitteren og utgangen er endringen i kollektorstrømmen som strømmer mellom kollektoren/emitteren med en konstant kollektor/emitterspenning.

Transkonduktansen for den bipolare transistoren kan uttrykkes som

hvor I C = DC-samlerstrøm ved Q-punktet , og V T = termisk spenning , vanligvis omtrent 26 mV ved romtemperatur. For en typisk strøm på 10 mA, g m ≈ 385 mS. Inngangsimpedansen er nåværende forsterkning ( β ) dividert med transkonduktansen.

Utgang (kollektor) konduktans bestemmes av tidlig spenning og er proporsjonal med kollektorstrømmen. For de fleste transistorer i lineær drift er den godt under 100 µS.

Forsterkere

Transkonduktansforsterkere

En transkonduktansforsterker ( g m forsterker) setter ut en strøm proporsjonal med inngangsspenningen. I nettverksanalyse er transkonduktansforsterker definert som en spenningsstyrt strømkilde ( VCCS ). Det er vanlig å se disse forsterkerne installert i en kaskodekonfigurasjon , noe som forbedrer frekvensresponsen.

Transresistansforsterkere

En transresistansforsterker sender ut en spenning som er proporsjonal med inngangsstrømmen. Transresistansforsterkeren blir ofte referert til som en transimpedansforsterker , spesielt av halvlederprodusenter.

Begrepet for en transresistansforsterker i nettverksanalyse er strømstyrt spenningskilde ( CCVS ).

En grunnleggende inverterende transresistansforsterker kan bygges fra en operasjonsforsterker og en enkelt motstand. Bare koble motstanden mellom utgangen og inverteringsinngangen til operasjonsforsterkeren og koble den ikke-inverterende inngangen til jord. Utgangsspenningen vil da være proporsjonal med inngangsstrømmen ved inverteringsinngangen, avta med økende inngangsstrøm og omvendt.

Spesialist -chip -transresistans (transimpedans) forsterkere er mye brukt for å forsterke signalstrømmen fra fotodioder i mottakerenden av ultralette fiberoptiske lenker.

Operasjonelle transkonduktansforsterkere

En operasjonell transkonduktansforsterker (OTA) er en integrert krets som kan fungere som en transkonduktansforsterker. Disse har normalt en inngang for å la transkonduktansen kontrolleres.

Se også

Referanser

Eksterne linker

  • Transkonduktans- - SearchSMB.com Definisjoner
  • Transkonduktans i lydforsterkere: artikkel av David Wright fra Pure Music [1]