Berechnen Sie die Ausgangsimpedanz des Emitterfolgers

1.Was habe ich bei meiner Ausgangsimpedanzmessung falsch gemacht?

Weil Zin und Zout AC-Parameter sind, keine DC-Parameter.

Von der Last in diesem Emitterfolger gesehene Ausgangsimpedanz

2. Wenn ich nur den Spannungsabfall nach dem Emitter von V_Re = V_cc - V_Rb bekomme
   • V_be = 10 V - 8,99 V - 0,555905 = 454,095 mV und daher I_e = 0,454095 V/1 kOhm = 454,095 µA aus meiner Berechnung, was 0,095 µA mehr als der simulierte Wert von 454,000 µA ist. Wo ist das oder warum habe ich diese zusätzlichen 0,0905uA in die Berechnung bekommen?

Um den DC-Vorspannungspunkt zu lösen, können Sie diese Methode verwenden:

$$V_{CC} = I_BR_b+V_{BE}+I_ER_E$$

Das wissen wir auch:

$$I_E = I_B+I_C = I_B + \beta I_C = I_B(\beta +1)$$

Oder

$$I_B = \frac{I_E}{\beta +1}$$

Deshalb:

$$V_{CC} = \frac{I_E}{\beta +1} R_B+V_{BE}+I_ER_E$$

$$I_E = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{ \frac{R_B}{\beta +1} + R_E} = \frac{10V - 555.905mV}{\frac{2M\Omega}{100 +1} + 1k\Omega} = 454\mu A$$

Nun, wir haben die folgende Schaltung:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Bei der Analyse eines Transistors müssen wir die folgenden Beziehungen verwenden :

• $$\text{I}_\text{E}=\text{I}_\text{B}+\text{I}_\text{C}\tag1$$
• Transistorverstärkung$\beta$: $$\beta=\frac{\text{I}_\text{C}}{\text{I}_\text{B}}\tag2$$

Mit KCL können wir schreiben:

$$\begin{cases} \text{I}_\text{x}=\text{I}_1+\text{I}_3\\ \\ \text{I}_3=\text{I}_\text{T}+\text{I}_4\\ \\ \text{I}_\text{x}=\text{I}_2+\text{I}_4\\ \\ \text{I}_2=\text{I}_\text{T}+\text{I}_1\\ \\ \beta=\frac{\text{I}_1}{\text{I}_\text{T}} \end{cases}\tag3$$

Mit KVL können wir schreiben:

$$\begin{cases} \text{I}_1=\frac{\text{V}_\text{x}-\text{V}_1}{\text{R}_1}\\ \\ \text{I}_2=\frac{\text{V}_3}{\text{R}_2}\\ \\ \text{I}_3=\frac{\text{V}_\text{x}-\text{V}_2}{\text{R}_3}\\ \\ \text{I}_4=\frac{\text{V}_2}{\text{R}_4}\\ \\ \text{V}_2-\text{V}_3=\alpha \end{cases}\tag4$$

Diese Formeln mit Zin und Zout gelten nur für schwache Wechselspannungen, die auf der DC-Vorspannung reiten. Sie können mit ihnen nur berechnen, wie stark schwache Wechselsignale verstärkt oder gedämpft werden und wie starke Wechselströme sie als Summe zum Ruhegleichstrom verursachen.

ADD: Es gibt Kommentare, die besagen, dass die Formeln ungenau sind. Das stimmt, die Formeln gehen davon aus, dass der Transistor für die Signalwechselstromkomponente wie eine ideale durch Strom gesteuerte Stromquelle funktioniert.

Der Gleichstrom und die Spannung im Leerlaufzustand (= Arbeitspunkt, Vorspannungspunkt) müssen mit einem Gleichstrommodell berechnet werden, bei dem der BE-Übergang als Diode mit einem Spannungsabfall von einigen hundert Millivolt betrachtet wird. Der Einfachheit halber wird dieser Spannungsabfall häufig mit 600 angenommen. ..700mV, obwohl es eigentlich auf komplexe Weise durch das nichtlineare Diodengesetz bestimmt wird.

Beachten Sie, dass beide Ausdrücke für Zin und Zout , wie sie in AoE angegeben sind, nur grobe Annäherungen sind ! AoE ist ein Buch - mehr oder weniger - für praktische Designzwecke, aber KEIN gutes Buch, um zu lernen, wie ein BJT und BJT-Verstärker funktionieren.

(Gegenbeispiel: Zsource=1k und beta=100. Zout=1000/101=10 Ohm ist völlig falsch).

Eingangs- und Ausgangswiderstände (sowie der Verstärkungsfaktor eines Verstärkers) sind Kleinsignalparameter . Für entsprechende Berechnungen benötigt man daher Kleinsignal-Kennlinienparameter für den BJT (die abhängig vom gewählten DC-Bias-Punkt sind). Diese Parameter sind

• Eingangswiderstand am Basisknoten: hie (oder h11 oder rbe);

• Aktuelles Verhältnis ic/ib: hfe (oder h21 oder beta);

• Steilheit ge=d(Ie)/d(Vbe) oder gm=d(Ic)/d(Vbe)=hfe/hie

Die Berechnung von r,out ist ziemlich einfach unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes und der Kirchhoff-Regeln. Beginnen Sie mit einer externen Testsignalspannung am Emitter und finden Sie den Strom in den Emitterknoten (vergessen Sie im ersten Schritt den ohmschen Widerstand Re, der parallel zum Widerstand in den Emitterknoten liegt).

Bitte beachten Sie, dass wir strikt zwischen (a) ohmschen Widerständen (Großbuchstabe R) und (b) Kleinsignal-Differenzwiderständen (Kleinbuchstabe r) unterscheiden sollten.