Probleme beim Verständnis der Ausgangsimpedanz des gemeinsamen Kollektors

Question

Probleme beim Verständnis der Ausgangsimpedanz des gemeinsamen Kollektors

Joaquin Brandan

Ich studiere Elektronik im Selbststudium. Ich verfolge derzeit "The Art of Electronics" ( S. 84, 2.2.5 Emitter Follower Biasing ) und helfe mir dabei mit zusätzlichen Videos und Tutorials.

Ich stecke fest und versuche, meinen Kopf um die Ausgangsimpedanz der folgenden Schaltung zu wickeln:

Die Eingangsimpedanz sieht wirklich einfach aus: Es ist nur der Widerstand, den das AC-Signal fühlt, wenn es in den Stromkreis gelangt. Ich muss nur dem orangefarbenen Pfad im folgenden Bild folgen, um zu verstehen, dass es sich um eine Parallelschaltung handeln wird $R1$ , $R2$ Und $\beta\cdot Re$ (weil das die Impedanz eines gemeinsamen Emitters ist). Ich bin auf viele Quellen gestoßen, die diesem Ergebnis zustimmen.

Wenn ich mit dieser Idee fortfahre, würde ich mir vorstellen, dass die Ausgangsimpedanz der Widerstand zwischen dem Ausgang und ist $Vcc$ , denn das begrenzt den Strom, der in den Ausgang eingespeist werden kann. Diesen Weg habe ich blau eingezeichnet.

Ich sehe jedoch, dass in meinem Buch angegeben ist, dass die Ausgangsimpedanz sein würde $Z_{out}=R_e||(\frac{Z_{in}||R_1||R_2)}{\beta})$ . Ich habe keine Quellen im Internet gefunden, die genau klären könnten, wie oder warum dieses Ergebnis auftritt. Ich hatte sogar Probleme, Artikel über die Berechnung von $Z_{out}$ in dieser Art von Schaltung zu finden.

Die Frage: Welche Intuition steckt hinter diesem Ergebnis und wie komme ich alleine dorthin?

$Z_{out}=R_e||(\frac{Z_{in}||R_1||R_2)}{\beta})$

BEARBEITEN: Fehler bei der Transkription von Gleichungen behoben, wie in den Kommentaren angegeben.

Feuerstelle

Sehen Sie, was passiert, wenn Sie das AC-Äquivalent der Schaltung nehmen.

Joaquin Brandan

@Hearth Ich muss das googeln und zurückkommen. Ich glaube nicht, dass ich den Begriff gehört habe.

jonk

@JoaquinBrandan Es ist üblich, den Schüler zu bitten, aus einer bestimmten Perspektive über das „Schauen nach innen“ nachzudenken. In diesem Fall blicken Sie vom Emitter hinein. Sie sollten davon ausgehen, dass der Kondensator zu Beginn einen Kurzschluss hat. Also hast du

R_{E}

$R_\text{E}$ , offensichtlich. Aber jetzt müssen Sie auch in den Emitter selbst nach oben schauen und durch ihn zur Basis schauen. Da sieht man

R_{1}

$R_1$ ,

R_{2}

$R_2$ , Und

Z_{IN}

$Z_\text{IN}$ alle an die Basis gebunden, aber auf der anderen Seite an Spannungsquellen (die tatsächlich tote Kurzschlüsse sind). Alle diese parallel. Aber davon betroffen

β

$\beta$ beim Blick "durch" den Emitter.

jonk

@JoaquinBrandan Eigentlich sind die davon betroffen

β + 1

$\beta+1$ . Aber wer zählt?

LvW

@jonk ... ("Alle parallel"). Glaubst du nicht, dass (Zin + R1||R2) richtiger wäre? (Unter der Annahme, dass aufgrund der Kappe kein Signal kurzgeschlossen ist).

jonk

@LvW Das Lehrbuch in diesem Abschnitt hat Recht, wenn Sie rabattieren

r_{e}^{^{'}}

$r_e^{'}$ und betrachten Sie Kondensatoren als tote Kurzschlüsse, wie es das Buch in diesem Stadium seiner Diskussion tut. Die Transkription des OP ganz am Ende der Frage enthält, wie Sie sehen können, falsche Klammern, sodass dies weder richtig lesbar noch eine korrekte Transkription aus dem Lehrbuch ist. Ich bezog mich in keiner Weise auf die fehlerhafte Transkription des OP. Stattdessen beziehe ich mich auf die Gleichung des Lehrbuchs, und sie ist so weit wie beabsichtigt richtig.

LvW

@jonk ... wenn Sie Recht haben, wäre der Ausgangswiderstand unter Berücksichtigung des Koppelkondensators und eines idealen Signalquellenwiderstands Null. Das kann nicht wahr sein!

jonk

@LvW Nein, das Lehrbuch verwendet tatsächlich

Z_{IN} = 10 k Ω

$Z_\text{IN}=10\:\text{k}\Omega$ . Das Problem ist, dass ich das Buch zufällig in meinem Regal habe und Sie wahrscheinlich nicht. Das OP hätte jedoch mehr Informationen liefern sollen. Auf jeden Fall konnte ich mich mit den verschiedenen Seiten vertraut machen, bevor ich versuchte, eine Antwort zu geben. Ich verstand den Kontext besser, als ich ihn zuerst gelesen hatte.

LvW

Jonk, warum sagst du "nein"? Wussten Sie nicht, dass ich in meinem letzten Kommentar von einer "idealen Signalquelle" gesprochen habe? Das bedeutet: Zin=0 ! In diesem Fall liefert die vereinfachte (ich zögere nicht zu sagen: ZU VEREINFACHTE) Formel ein falsches Ergebnis! Und für Zin=10kOhm wären das Ergebnis weniger als 50 Ohm! Und Sie schlagen vor, den Rest von 25 Ohm zu vernachlässigen? Ich kann es nicht verstehen. Ich würde niemals ein solches Ergebnis von meinen Schülern akzeptieren. Niemals!

jonk

@LvW Ich vermute, wir sind aneinander vorbei. Sie sagen, Sie haben das Lehrbuch. Soweit sie gehen, stimme ich ihren Ergebnissen zu. Und die Ausgangsimpedanz würde mit hinzugefügtem gm für ihren Beispielfall auf einen Wert über und nicht unter 100 Ohm ansteigen. Sie scheinen anderer Meinung zu sein. Ich erwarte die Demonstration mit einer Spice-Simulation, um ihren Fehler zu zeigen.

LvW

Joaquin B., siehe bitte mein Update am Ende meines Beitrags.

Antworten (4)

Probleme beim Verständnis der Ausgangsimpedanz des gemeinsamen Kollektors

Sehen Sie, was passiert, wenn Sie das AC-Äquivalent der Schaltung nehmen.
@Hearth Ich muss das googeln und zurückkommen. Ich glaube nicht, dass ich den Begriff gehört habe.
@JoaquinBrandan Es ist üblich, den Schüler zu bitten, aus einer bestimmten Perspektive über das „Schauen nach innen“ nachzudenken. In diesem Fall blicken Sie vom Emitter hinein. Sie sollten davon ausgehen, dass der Kondensator zu Beginn einen Kurzschluss hat. Also hast du $R_\text{E}$ , offensichtlich. Aber jetzt müssen Sie auch in den Emitter selbst nach oben schauen und durch ihn zur Basis schauen. Da sieht man $R_1$ , $R_2$ , Und $Z_\text{IN}$ alle an die Basis gebunden, aber auf der anderen Seite an Spannungsquellen (die tatsächlich tote Kurzschlüsse sind). Alle diese parallel. Aber davon betroffen $\beta$ beim Blick "durch" den Emitter.
@JoaquinBrandan Eigentlich sind die davon betroffen $\beta+1$ . Aber wer zählt?
@jonk ... ("Alle parallel"). Glaubst du nicht, dass (Zin + R1||R2) richtiger wäre? (Unter der Annahme, dass aufgrund der Kappe kein Signal kurzgeschlossen ist).
@LvW Das Lehrbuch in diesem Abschnitt hat Recht, wenn Sie rabattieren $r_e^{'}$ und betrachten Sie Kondensatoren als tote Kurzschlüsse, wie es das Buch in diesem Stadium seiner Diskussion tut. Die Transkription des OP ganz am Ende der Frage enthält, wie Sie sehen können, falsche Klammern, sodass dies weder richtig lesbar noch eine korrekte Transkription aus dem Lehrbuch ist. Ich bezog mich in keiner Weise auf die fehlerhafte Transkription des OP. Stattdessen beziehe ich mich auf die Gleichung des Lehrbuchs, und sie ist so weit wie beabsichtigt richtig.
@jonk ... wenn Sie Recht haben, wäre der Ausgangswiderstand unter Berücksichtigung des Koppelkondensators und eines idealen Signalquellenwiderstands Null. Das kann nicht wahr sein!
@LvW Nein, das Lehrbuch verwendet tatsächlich $Z_\text{IN}=10\:\text{k}\Omega$ . Das Problem ist, dass ich das Buch zufällig in meinem Regal habe und Sie wahrscheinlich nicht. Das OP hätte jedoch mehr Informationen liefern sollen. Auf jeden Fall konnte ich mich mit den verschiedenen Seiten vertraut machen, bevor ich versuchte, eine Antwort zu geben. Ich verstand den Kontext besser, als ich ihn zuerst gelesen hatte.
Jonk, warum sagst du "nein"? Wussten Sie nicht, dass ich in meinem letzten Kommentar von einer "idealen Signalquelle" gesprochen habe? Das bedeutet: Zin=0 ! In diesem Fall liefert die vereinfachte (ich zögere nicht zu sagen: ZU VEREINFACHTE) Formel ein falsches Ergebnis! Und für Zin=10kOhm wären das Ergebnis weniger als 50 Ohm! Und Sie schlagen vor, den Rest von 25 Ohm zu vernachlässigen? Ich kann es nicht verstehen. Ich würde niemals ein solches Ergebnis von meinen Schülern akzeptieren. Niemals!
@LvW Ich vermute, wir sind aneinander vorbei. Sie sagen, Sie haben das Lehrbuch. Soweit sie gehen, stimme ich ihren Ergebnissen zu. Und die Ausgangsimpedanz würde mit hinzugefügtem gm für ihren Beispielfall auf einen Wert über und nicht unter 100 Ohm ansteigen. Sie scheinen anderer Meinung zu sein. Ich erwarte die Demonstration mit einer Spice-Simulation, um ihren Fehler zu zeigen.
Joaquin B., siehe bitte mein Update am Ende meines Beitrags.

jonk · Answer 1

KCL-Analyse, ohne Intuition

Beginnen wir damit, die Intuition für einen Moment zu ignorieren und das Problem einfach durchzuarbeiten. Zu Beginn das Schema:

schematisch

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

(Für Interessierte habe ich den vollständigen Kontext des OP am Ende unten bereitgestellt.)

Normalerweise können Sie für kleine Signalzwecke auch einfügen $r_e$ in der obigen Schaltung direkt an der Spitze des Emitters $Q_1$ . Aber das Lehrbuch ignoriert seinen Wert bis Abschnitt 2.3 und betrachtet ihn vorerst als abwesend.

Du weißt, dass $V_\text{B}-V_\text{E}=V_\text{BE}$ und das für Kleinsignalzwecke, abwesend $r_e$ , dies ist eine feste Spannungsdifferenz. Dadurch können wir das eine durch das andere ersetzen. Beachte das auch $I_\text{E}=\frac{V_\text{E}}{R_\text{E}}$ .

Vorausgesetzt $I_x$ ist eine willkürliche Stromsenke, die beides sein wird $0\:\text{A}$ (ohne Last) bzw $1\:\text{A}$ (geladen), dann ist die KCL:

\begin{aligned} \frac{v_{E} + v_{SEI}}{R_{1}} + \frac{v_{E} + v_{SEI}}{R_{2}} + \frac{v_{E} + v_{SEI}}{Z_{IN}} + \frac{\frac{v_{E}}{R_{E}} + {ICH}_{X}}{β + 1} & = \frac{v_{CC}}{R_{1}} + \frac{0 v}{R_{2}} + \frac{v_{IN}}{Z_{IN}} + \frac{\frac{0 v}{R_{E}}}{β + 1} \end{aligned}

$\begin{align*} \frac{V_\text{E}+V_\text{BE}}{R_1}+\frac{V_\text{E}+V_\text{BE}}{R_2}+\frac{V_\text{E}+V_\text{BE}}{Z_\text{IN}}+\frac{\frac{V_\text{E}}{R_\text{E}}+I_x}{\beta+1}&=\frac{V_\text{CC}}{R_1}+\frac{0\:\text{V}}{R_2}+\frac{V_\text{IN}}{Z_\text{IN}}+\frac{\frac{0\:\text{V}}{R_\text{E}}}{\beta+1} \end{align*}$

(Oben habe ich die abfließenden Ströme auf der linken Seite und die einfließenden Ströme auf der rechten Seite platziert. Obwohl ich schon oft über diesen neuartigen Ansatz für KCL geschrieben habe, wird hier ein neueres Beispiel gezeigt .)

Also sagt die obige Gleichung

"Der Strom fließt durch den Basisknoten hindurch $R_1$ , zuzüglich des Stroms, der aus dem Basisknoten heraus fließt $R_2$ , zuzüglich des Stroms, der aus dem Basisknoten heraus fließt $Z_\text{IN}$ , zuzüglich des Stroms, der aus dem Emitterknoten durch fließt $R_\text{E}$ vom Basisknoten aus gesehen ist gleich dem Strom, der in den Basisknoten aus fließt $V_\text{CC}$ durch $R_1$ , zuzüglich des Stroms, der von Masse durch in den Basisknoten fließt $R_2$ , zuzüglich des in den Basisknoten fließenden Stroms aus $V_\text{IN}$ durch $Z_\text{IN}$ , zuzüglich des Stroms, der von Masse durch in den Emitterknoten fließt $R_\text{E}$ wie vom Basisknoten aus gesehen ."

Wenn Sie das oben für lösen $V_{\text{E}\left(I_x\right)}$ , dann kannst du ausrechnen: $Z_\text{OUT}=\frac{\Delta \,V_\text{E}}{\Delta\,I_\text{E}}=\frac{V_{\text{E}\left(I_x=0\right)}-V_{\text{E}\left(I_x=1\right)}}{1\:\text{A}-0\:\text{A}}$ :

Z_{AUS} = \frac{\frac{1}{β + 1} (β + 1) R_{E} R_{1} R_{2} Z_{IN}}{(β + 1) R_{E} R_{1} R_{2} + (β + 1) R_{E} R_{1} Z_{IN} + (β + 1) R_{E} R_{2} Z_{IN} + R_{1} R_{2} Z_{IN}}

$Z_\text{OUT}= \frac{\frac1{\beta+1}\left(\beta+1\right)R_\text{E}\,R_1\, R_2\,Z_\text{IN}}{\left(\beta+1\right)R_\text{E}\,R_1\, R_2+\left(\beta+1\right)R_\text{E}\,R_1\,Z_\text{IN}+\left(\beta+1\right)R_\text{E}\, R_2\,Z_\text{IN}+R_1\, R_2\,Z_\text{IN}}$

Das ist genau das gleiche Ergebnis, das Sie erhalten würden, wenn Sie es nehmen würden $\frac1{\beta+1}\left[R_1\mid\mid R_2\mid\mid Z_\text{IN}\mid\mid \left(\beta+1\right)R_\text{E} \right]$ oder multiplizieren $\frac1{\beta+1}$ durch:

Z_{AUS} = [(\frac{R_{1} ∣∣ R_{2} ∣∣ Z_{IN}}{β + 1}) ∣∣ R_{E}]

$Z_\text{OUT}=\left[\left(\frac{R_1\mid\mid R_2\mid\mid Z_\text{IN}}{\beta+1}\right)\mid\mid R_\text{E} \right]$

Der einzige Unterschied zum Lehrbuch besteht hier darin, dass die Autoren sich für die Verwendung entschieden haben $\beta$ als Näherung für $\beta+1$ .

Intuition

Schauen Sie sich den ursprünglichen Schaltplan an. Da kann man das gut erkennen $R_1$ , $R_2$ , Und $Z_\text{IN}$ sind alle von einer Spannungsquelle (als ideal angenommen) mit einem gemeinsamen Knoten an der BJT-Basis verbunden. Aus Sicht der Basis sind diese drei Impedanzen aus Sicht des Wechselstroms alle tatsächlich "geerdet" und daher "parallel" zueinander.

Da nun winzige Stromschwankungen an der Basis viel größere Stromschwankungen am Emitter implizieren, sieht der Parallelwiderstand an der Basis so aus $\beta+1$ mal kleiner am Emitter. Diese wird dann parallel dazu genommen $R_\text{E}$ .

Daraus ergibt sich also eine intuitive Sichtweise.

Die Kunst der Elektronik, 3. Auflage, Seite 84

Das von Ihnen genannte Problem hat funktioniert $V_\text{CC}=+15\:\text{V}$ , $R_1=130\:\text{k}\Omega$ , $R_2=150\:\text{k}\Omega$ , $Z_\text{IN}=10\:\text{k}\Omega$ , $R_\text{E}=7.5\:\text{k}\Omega$ Und $\beta=100$ . Mit diesen Werten solltest du das finden $Z_\text{OUT}\approx 85.59\:\Omega$ Und $A_v\approx 0.86446$ . Das schreibt das Buch $Z_\text{OUT}\approx 87\:\Omega$ , was ziemlich nah ist.

Wie das Buch auch betont, da das Design für $I_\text{E}\approx 1\:\text{mA}$ , dann den dynamischen Ebers-Moll-AC-Impedanzwert, den sie später besprechen werden ( $r_e$ ) wird ungefähr sein $26\:\Omega$ . (Man sagt $r_e\approx 25\:\Omega$ .) Dies wird in Serie hinzugefügt und wird zunehmen $Z_\text{OUT}$ Zu $Z_\text{OUT}\approx 112\:\Omega$ . (Das Buch schreibt es als $110\:\Omega$ mit ihrem etwas kleineren Wert.)

Es ist sinnlos, übermäßig genau zu werden, also behandelt das Lehrbuch dies so, wie Sie es sollten: höchstens zweistellige Genauigkeit anzeigen.

Vollständiger Kontext aus The Art of Electronics, 3. Auflage:

Das OP hat das fragliche Arbeitsbeispiel nicht bereitgestellt, denke ich:

Sie verlassen sich auf ein einfacheres BJT-Modell, das noch NICHT enthalten ist $g_m$ und nach früheren Diskussionen über $Z_\text{IN}$ Und $Z_\text{OUT}$ die auch dazu beitragen, die obige Diskussion im Lehrbuch zu gestalten.

jonk, glaubst du nicht, dass eine so vollständige Vernachlässigung von 1/g eine "irreführende" Vereinfachung ist? Beispielsweise führt eine solche Vereinfachung zu einem Fehler von 50 % für 1/gm = 26 Ohm (für Ic = 1 mA) und einen Quellenwiderstand (Sie nennen Zin) von 25 Ohm. Darüber hinaus halte ich es für sehr wichtig (insbesondere für Leute, die VERSTEHEN wollen, wie man Ausgangswiderstände berechnet), einige Größen nicht von Anfang an zu vernachlässigen (ohne den Rest der Berechnung zu kennen).
@LvW Überhaupt nicht. Das Lehrbuch wird zu bekommen $g_m$ im nächsten Abschnitt 2.3. Das OP hat immer noch Mühe, Abschnitt 2.2 zu verstehen und eine Intuition für diese drei Widerstände zu gewinnen, die parallel zueinander genommen werden, geteilt durch $\beta$ , und das dann parallel zu $R_\text{E}$ . Genau das habe ich mit meiner Antwort erreicht. Das Lehrbuch lehrt seinen eigenen Weg. Sie würden das OP nur verwirren, indem Sie Antworten geben, die nicht darauf eingehen, wo sie sich in ihren Lernschritten befinden. AofE ist meiner Meinung nach ein ausgezeichneter Selbstlerntext.
Jonk, ich bin nicht mit Ihnen bezüglich der "Selbstlernfähigkeiten" von AofE - aber das ist nicht der Hauptpunkt. Nehmen wir an, dass R1||R2||Zin einen Wert von 2,5 kOhm hat. Ich denke, das ist ein ziemlich realistischer Wert. Ist Ihnen klar, dass in diesem Fall (und Ic=1mA) der Fehler 50% betragen würde, wenn wir von vornherein, ohne das Endergebnis zu kennen, die Größe 1/g vernachlässigen? Ist das ein guter technischer Ansatz? Ich diskutiere nicht die AofE-Kapitel (ob sie später die ungefähren Ergebnisse vervollständigen oder nicht). Mein Ziel ist es, dem Fragesteller zu zeigen, wie man den Ausgangswiderstand RICHTIG berechnet - das ist alles. .
@LvW Ich werde den Lehrbuchabschnitt veröffentlichen und Sie können den Fragenkontext des OP vielleicht etwas besser sehen. Ich konzentriere mich nur auf die Frage des OP. Alles andere ist nur Inside-Baseball , wie es in den USA heißt.
Danke für die Auszüge aus AofE - aber ich habe das Buch. Was habe ich gemacht? Das OP hat eine Formel (aus dem Buch zitiert) vorgegeben, die eine Vereinfachung enthält (was meiner Meinung nach NICHT ERLAUBT ist). Und ich habe meine Berechnung gezeigt, aus der man ersehen kann, WARUM es nicht erlaubt ist (großer Fehler). Warum sehen Sie ein Problem mit meinem Ansatz? Soll ich eine Formel verteidigen, die ich für zu stark vereinfacht halte?
@LvW Ich denke nicht, dass du überhaupt etwas tun solltest! Ich kann sowieso nicht genau sagen, was der OP will. Ich persönlich glaube nicht, dass du es angesprochen hast. Aber das ist meine Lektüre der Dinge. Sie haben jedes Recht auf eine andere Lektüre.
jonk, nur eine kurze Anmerkung zu den "selbstlernenden" Fähigkeiten von AofE: Ist Ihnen aufgefallen (siehe die von Ihnen bereitgestellten Auszüge), dass in Kapitel 2.2 der Ausgangswiderstand (in stark vereinfachter Form) ohne Berechnung angegeben wird? Solch eine fehlende Berechnung war der Hintergrund und der Grund für das Posting des OP!
@LvW Das Material vor Abschnitt 2.2 enthält genug Material, damit das OP genügend Details gesammelt hat, um es auszuarbeiten. Ich denke, die Autoren haben die Dinge im Lehrbuch absichtlich "vorangebracht", in der Annahme, dass die Leser innehalten und über Dinge nachdenken und dann weitermachen können. Angesichts der schieren Menge an Material, durch die sie pflügen, stimme ich zu. Außerdem stellten sie explizit ein weiteres Buch zum Durcharbeiten weiterer Details in Learning the Art of Electronics (und auch dem X-Band) zur Verfügung. Jeder, der versucht, AofE 3rd Edition zu verwenden, muss auch Learning the AofE haben. Wenn nicht, schließen sie sich selbst kurz.
@jonk Danke für deine Antwort. Können Sie mir einen Hinweis geben, wie diese Spannungswerte in verschiedene Zahlen umgewandelt werden können? Es kann eine Annahme geben, mit der ich nicht vertraut bin. Ich würde erwarten $v_{e} + v_{B e}$ $V_e+V_{be}$ immer die gleiche Zahl zu sein, jedoch scheint das Ergebnis bei jedem Begriff zu variieren. i.imgur.com/KACPBQa.png
@jonk, es fällt mir schwer, mir vorzustellen, was das OP denkt, wenn es Ihre Erklärung liest, wie der hohe äquivalente Eingangswiderstand in einen niedrigen Ausgangswiderstand umgewandelt wird. Daher fand ich es gut zu verdeutlichen, dass es bei gleicher Spannung unterschiedliche Stromänderungen gibt. Übrigens kann man sich das "Stern"-Netzwerk der drei mit der Basis verbundenen Widerstände (Zin, R1 und R2) als passive Summierschaltung vorstellen, die drei Spannungen summiert - Vin, Vcc und 0 V.
@JoaquinBrandan Ich habe eine Abkürzung in der KCL-Gleichung genommen. (Wenn Sie danach fragen.) Seit $V_\text{E}$ Und $V_\text{B}$ durch eine winzige Batteriespannung getrennt sind, habe ich beide Knoten einfach als denselben Knoten betrachtet. Außerdem habe ich meine Inflowing- und Outflowing- Notation für KCL verwendet. Hier können Sie darüber lesen . Es könnte helfen, wenn Sie das auch lesen würden.
@Circuitfantasist Es gibt verschiedene Sichtweisen. Ein passiver Summierpunkt ist sicherlich einer davon. Ich würde es so analysieren, wie ich es meistens tue, indem ich meine ein- und ausgehende KCL-Notation verwende , die hier tatsächlich in meiner KCL auftaucht. Das ist meine Präferenz und die Art und Weise, wie ich es besser sehen möchte. Andere sagen gerne, dass alle Widerstände parallel sind, da ideale Spannungsquellen keine Impedanz haben. Das ist ein anderer Weg. Keine davon ist schlimmer als andere. Es sind einfach viele Arten, Dinge zu sehen. Und je mehr, desto besser.
@Circuitfantasist Da das OP (vielleicht) einen Dialog mit mir führt, lasse ich das OP klären, was nicht klar ist, und dann werde ich versuchen, daran zu arbeiten, damit es klarer wird. Das scheint der bessere Weg zu sein.

LvW · Answer 2

LvW

( Ergänzung (ein weiterer einfacher Ansatz) am Ende )

Hinter diesem Problem steckt keine magische „Intuition“. Vielleicht ist es für Sie einfacher, eine andere Sichtweise zur Lösung des Problems anzuwenden?

Zunächst einmal: In Ihrer Formel (und im zitierten Text) ist ein schwerwiegender Fehler : Zum Rest muss der Wert (R1||R2)/Beta addiert werden (nicht parallel betrachtet). Andernfalls wäre der Eingangswiderstand bei einem Koppelkondensator an der Basis Null.

Korrektur des Wortlauts : Der "Fehler" besteht darin, dass der zitierte Text den Eingangswiderstand 1 / g des BJT allein (am Emitterknoten) vollständig vergisst (vernachlässigt). Dies hat meinerseits zu einer Art Missverständnis geführt, da ich keine Addition von zwei Teilen (1/g + ......) gesehen habe.

Meine Berechnung : Jetzt - Sie benötigen den Eingangswiderstand am Emitterknoten - können Sie versuchen, den Eingangswiderstand für die gemeinsame Basiskonfiguration zu finden. Dies gibt Ihnen die richtige Antwort, da - auch in Ihrem Fall (gemeinsamer Kollektor) - der Koppelkondensator (3µF) den Einfluss von R1||R2 aufhebt .

Was erwarten Sie also, wenn Sie in den Emitterknoten schauen, wenn eine bestimmte Kleinsignal-Testspannung v_in = v_e angelegt wird? Wie groß wird der entsprechende Strom sein? Es wird der wohlbekannte Emitterstrom i_e sein. Als ersten Schritt vernachlässigen wir den externen Widerstand RE - am Ende wird er parallel betrachtet.

Unter Verwendung der Steilheit gm=i_e/v_be mit v_be=v_b - v_e=-v_e (Basis geerdet) können wir nach dem Emitterstrom i_e=gm * (-v_e) auflösen und erhalten den Eingangswiderstand am Emitterknoten:

r_in=v_e/-i_e=1/gm

Kommentar 1 : Beachten Sie, dass wir (-i_e) schreiben, weil in unserem Fall das aktuelle i_e in den Emitterknoten geht.

Kommentar 2 : Wie Sie sehen können, ist in Ihrer Aufgabenbeschreibung die Größe "Zin" identisch mit der inversen Transkonduktanz gm.

Anmerkung 3 : Wenn der Basisknoten NICHT geerdet ist (kein Koppelkondensator), müssen die Widerstände R1||R2 berücksichtigt (hinzugefügt) werden. Der entsprechende Wert der Parallelschaltung erhöht den Eingangswiderstand, da dieser Widerstand eine Signalrückkopplung liefert. Allerdings bewirkt nur der kleine Basisstrom i_b eine Rückkopplungsspannung v_e an der Basis. Daher geht dieser Widerstand (R1||R2) reduziert um den Faktor 1/(beta+1) in den Ausdruck für r_in ein, weil i_b=i_e/(beta+1).

Endergebnis (kein Koppelkondensator): r-in=(1/gm) + (R1||R2)/(beta+1)

BEARBEITEN/Ergänzen

Im Folgenden finden Sie einen weiteren – sehr einfachen, intuitiven und systemorientierten – Ansatz, um den Ausgangswiderstand re für eine Kollektorstufe zu ermitteln.

Zur Berechnung des Ausgangswiderstandes re legen wir am Emitterknoten eine Testspannung ve an. Der nächste Schritt besteht darin, nur die Grundformel dh=gm*vbe zu verwenden und diesen Zusammenhang als Kleinsignalblockdiagramm mit vbe=-veb=ve-vb darzustellen :

schematisch

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

(Hinweis: Ich habe die allgemein vereinbarte Vorzeichenkonvention für die Ströme verwendet: ib in die Basis und dh aus dem Emitter).

Fall 1 : Wenn die Basis geerdet ist (Beispiel: Source-Widerstand Rout=0), haben wir keine Rückkopplungsschleife (vb=0) und wir finden das Verhältnis (wie erwartet) re= Ve/(-ie)=1/gm .

Fall 2: Für einen endlichen Wert von Rth ist die Rückkopplungsschleife geschlossen (vb endlich). Aus der Systemtheorie wissen wir, dass der Eingangswiderstand durch Rückkopplung um einen Faktor erhöht wird (1-loop gain) . Aus dem Diagramm können wir sofort den Loop-Gain-Ausdruck ableiten:

Schleifenverstärkung= - Rth[gm/(1+beta)]

Daher: re =Ve/(-ie)=(1/gm)[1+Rth*gm/(1+beta)]= (1/gm)+Rth/(1+beta) .

Natürlich - als letzter Schritt ist parallel zu re der ohmsche Emitterwiderstand RE zu betrachten.

jonk

Ich glaube nicht.

LvW

@jonk .... bitte, kannst du mir sagen, wo ich falsch liege? Warum stimmst du nicht zu?

jonk

Zum einen nutzt das Lehrbuch nicht

g_{m}

$g_m$ bis zum nächsten Abschnitt! Die Antwort darf diesen Begriff nicht enthalten, da das OP noch nicht da ist. Außerdem muss die Berechnung auch zeigen, warum und wie es dazu kommt, dass das Lehrbuch beinhaltet

Z_{IN}

$Z_\text{IN}$ in seiner Einschätzung. Ich habe mich für KCL entschieden, um das Ergebnis des Buches zu beweisen. Versehen Sie dann das OP auch mit dem gewünschten "intuitiven" Ansatz, der an dieselbe Stelle gelangt. Es gibt wirklich eine Intuition, die hier erfolgreich angewendet werden kann (abwesend

g_{m}

$g_m$ .) Das Lehrbuch lehrt es auch.

LvW

Jonk, ich weiß, was du meinst - und hoffentlich weißt du, was ich meine: Ich denke, jede Vernachlässigung (in diesem Fall 1 / g) sollte - wenn überhaupt - nur am Ende einer Berechnung angewendet werden. Andernfalls können wir nicht entscheiden, ob es erlaubt ist oder nicht. Ich denke, mein Beitrag ist der beste Beweis dafür, wie ein solches Vorgehen zu Missverständnissen führen kann (auf meiner Seite und auf der Seite der Fragesteller). Trotzdem haben Sie nicht darauf hingewiesen, ob und wo ich falsch liegen würde. Ich denke, es ist ziemlich wichtig zu sehen, wie wir auch in der besprochenen Schaltung negative Rückkopplungen haben (als Eingang mit gemeinsamer Basis gesehen).

jonk

Das OP hat keine ausreichenden Informationen geliefert. Deshalb habe ich erst einmal das Lehrbuch aus meinem Regal geholt und den betreffenden Abschnitt gelesen, bevor ich hier überhaupt etwas geschrieben habe. In diesem Fall hatte ich Glück. Und da ich den Kontext lange vor dem Schreiben verstanden habe, konnte ich das eigentliche Problem ansprechen. Und ja, dies ist ein klassisches Beispiel dafür, wie ein OP eine Frage stellen, Quellen zitieren und trotzdem gut ausgebildete Leute dazu bringen kann, Antworten zu geben, die bei der Frage, die sie wirklich haben, nicht wirklich helfen. Hier musste das OP Abschnitt 2.2 und davor verstehen. Nicht Abschnitt 2.3 und davor.

LvW

Ich möchte AofE nicht diskutieren (ich habe die 2. Auflage, 1989 auf meinem Schreibtisch). Der Fragesteller suchte nach einigen Quellen, die "genau klären könnten", wie der Ausgangswiderstand zu berechnen ist. Und ich habe meinen Ansatz gezeigt. Ich kann wirklich nicht verstehen (und ich habe meine Position mit Beispielen unterstrichen !), warum sich jemand frei fühlt, einen Teil der Lösung (von Anfang an !) zu vernachlässigen, was zu Fehlern im Bereich von 25...50% führen kann. Das ist mein einziger Punkt. Nichts anderes.

jonk

Das ist eine Debatte, die Sie mit den Lehrbuchautoren führen können. Und vielleicht lässt uns das OP wissen und wir werden beide überrascht sein. Wir verschwenden hier den Atem, vermute ich.

LvW

Nein - ich habe klar erwähnt, dass ich nicht über AofE diskutieren möchte. Aber SIE waren es, der diese vereinfachte Formel abgeleitet und verteidigt hat, die zu Fehlern von bis zu 50% führt. Darüber hinaus konnten Sie meinem Ansatz nicht zustimmen, der den fehlenden Teil 1/gm enthält. Ihr Kommentar war nur "Ich glaube nicht"....Das ist die unbefriedigende Situation.

jonk

Das lag daran, dass die Bedeutung von Zin im Lehrbuch nicht das ist, was Sie geschrieben haben. So einfach ist das.

LvW

Ja - es gab eine Diskrepanz zwischen dem Lehrbuch (ich habe diesen Auszug nicht gelesen, bevor ich geantwortet habe) und der Definition des OP für Zin, wie in seiner Zeichnung gezeigt.

Joaquin Brandan

Vielen Dank für Ihre Diskussion zum Thema. Jetzt ist mir bewusst, dass das Buch eine große Vereinfachung enthält, auf die ich später eingehen muss, wenn ich zum nächsten Abschnitt komme. Ich war mir seiner Existenz oder Bedeutung nicht bewusst.

Circuit-Fantasie

@LvW, meiner Meinung nach kann Zin als in Reihe mit R1 | | R2 geschaltet betrachtet werden, wenn wir von der Seite der Eingangsspannungsquelle aus schauen. Aber da wir hier von der Seite der Last schauen, sehen wir wirklich ein Netzwerk aus drei Widerständen, die an drei Spannungsquellen (Vin, Vcc und 0 V) angeschlossen sind ... dh parallel geschalteter Wechselstrom. Tatsächlich ist dies eine Summierwiderstandsschaltung, die (mit gewichteten Eingängen) die AC-Eingangsspannung und die DC-Stromversorgung summiert und als echte Spannungsquelle mit einem Ausgangswiderstand von Zin||R1||R2 betrachtet werden kann, der mit Beta gebufft wird + 1 höherer Strom, also wird er so oft reduziert.

LvW

Ja - kein Zweifel. Ich nenne es jedoch "übervereinfacht", weil der zweite (summierende) Term 1 / g absichtlich weggelassen wurde. Das ist - für mich - ein Verstoß gegen die Ingenieursprinzipien: Einen Term von vornherein zu vernachlässigen, ohne zu zeigen, ob - und unter welchen Bedingungen - dieser vernachlässigte Term gegenüber dem anderen Term klein sein wird.

Circuit-Fantasie

@LvW, du hast mein Interesse an diesem seltsamen Widerstand 'rc = 1 / gm' wieder geweckt ... und ich habe es wieder geschafft, es selbst durch das Konzept des "virtuellen abnehmenden Widerstands durch Parallelschaltung einer beta-mal größeren Stromquelle" zu erklären. Ich wollte gerade anfangen, darüber zu diskutieren, aber ich erinnerte mich an unsere unglaubliche RG-Diskussion , die die Antwort in der Zusammenfassung am Ende allgemein gibt. Mein Gedanke ist, dass wir anfangen, uns zu wiederholen ... und nicht auf eine bessere Art und Weise ...

Circuit-Fantasie

Aber eines ist für mich sicher - ich weiß genau, was physikalisch "re" ist ... Ich würde hier eine Frage dazu stellen ... aber ich bin mir nicht sicher, ob es für die Leute hier interessant wäre ...

LvW

Ich verwende diesen Begriff "re" nie, weil ich dies für falsch halte.. Der Name ("eigener Emitterwiderstand") ist zunächst irreführend. Zweitens ist es überhaupt kein Widerstand (zweipoliges Element). Es kombiniert vielmehr die Spannung zwischen zwei Knoten mit einem Strom durch zwei andere Knoten. Darüber hinaus sagen uns das Symbol gm (=1/re) und der Name (Transkonduktanz) deutlich, was der BJT ist: Ein Transkonduktanzelement.

Circuit-Fantasie

@LvW, 're' heißt bildlich "Widerstand"; Ich würde es "praktisch verringerten Widerstand" nennen. Der Trick besteht darin, den relativ hohen Widerstand „rbe“ des ursprünglichen 2-Pol-Elements – des Basis-Emitter-Übergangs, durch den ein kleiner Strom „ib“ fließt – zu verringern, indem eine Stromquelle mit einem „Beta“-mal höheren Strom parallel geschaltet wird 'ich'. Dies erzeugt beim Blick in den Emitter die Illusion eines 2-poligen Elements mit der gleichen Spannung, aber mit einem 'beta + 1'-mal höheren Strom, der durch es fließt ...

Circuit-Fantasie

Der "Trick" ist, dass der hohe Emitterstrom von einer anderen Stelle kommt - vom Kollektor und nicht von der Basis ... aber die Eingangsquelle, die auf den Emitter schaut, sieht dies nicht und "versteht" die "Täuschung" nicht . Dieser Trick ist eine Transistorimplementierung des dualen Miller-Theorems (über Ströme). Der gemischte Leitwert „1/re“ ist also eine Summe aus Leitwert „1/rbe“ und Steilheit „gm“.

Circuit-Fantasie

Wir können dieses Phänomen auch mit Resistenzen erklären. Zu diesem Zweck können wir uns den Transistor mit drei Anschlüssen als zwei "dynamische Widerstände" ("rbe" und "rce") vorstellen, die am Emitteranschluss verbunden sind. Ihre anderen Enden - die Basis und der Kollektor - sind "fest" (an Konstantspannungsquellen angeschlossen), so dass sie in Bezug auf Spannungsschwankungen parallel geschaltet sind. Ihre Widerstände sind verwandt - 'rce = rbe/beta', also shunts 'rce' 'rbe' ...

LvW

OK - ich weiß, dass mehrere Ansichten möglich sind. Meine Argumente pro „1/gm“ statt „re“ sind zweierlei: (1) Ich habe schon öfter erlebt, dass Studierende Probleme haben, zwischen „re“ (intern) und „Re“ (extern) zu unterscheiden. Manchmal fügen sie beides hinzu oder denken, dass "re" negative Rückmeldungen wie "Re" verursachen könnte. (2) Für mich ist der wichtigste BJT-Parameter die Transkonduktanz gm, da dies der Schlüsselparameter ist, der die Spannungsverstärkung ermöglicht und bestimmt, und er bestimmt die Schleifenverstärkung (gmRe) zur Stabilisierung. Daher sollte es als Schlüsselparameter auch in den Knotenwiderständen erscheinen.

Circuit-Fantasie

@LvW, Dies ist dasselbe Phänomen, das auf zwei Arten erklärt werden kann - in Bezug auf den Gewinn (um 1 / g) oder in Bezug auf den Widerstand (re). Aber wenn wir den zweiten Ansatz verwenden, sollten wir zeigen, was dieser Widerstand ist und wo er ist ... Jedenfalls ist dieses Thema für mich sehr interessant ... und ich denke weiter darüber nach ...

LvW

Zitat: "Aber wenn wir den zweiten Ansatz verwenden, sollten wir zeigen, was dieser Widerstand ist und wo er ist." Sie kennen meine Position: Sie hat die Einheit V/A=Ohm, aber das bedeutet nicht automatisch, dass diese Größe ein echtes Widerstandselement ist - es ist ein "Transwiderstand" wie die Open-Loop-Verstärkung des bekannten Transimpedanzverstärkers (Current -Rückkopplungsverstärker).

Circuit-Fantasie

@LvW, Aus dem, was Sie geschrieben haben, verstehe ich, dass Sie den ersten Standpunkt unterstützen (1 / gm). Aber die zweite Sichtweise (re) ist auch sehr beliebt, aber nicht gut erklärt ... und das ist mir gelungen ... wofür ich denke, dass ich Glückwünsche verdiene. Ich „weiß auch, dass mehrere Ansichten möglich sind“, aber ich unterscheide immer zwischen den altbekannten wiederholten Klischees und etwas Neuem, das das Phänomen überzeugender erklärt … und ich finde einen Weg, meine Bewunderung auszudrücken. Wir sind Menschen, keine Computer, und das brauchen wir. Ich weiß, dass das hier nicht beliebt ist, aber ich denke, Sie werden mich verstehen.

LvW

Ja, natürlich verstehe ich Ihre Position. Aber Sie sagen: "... etwas Neues, das das Phänomen überzeugender erklärt." Wirklich? Überzeugender? Erinnern Sie sich an die Fehlinterpretationen und Missverständnisse, die ich zuvor erwähnt habe.... Können Sie bitte erklären, WARUM die „Rückschau“ überzeugender ist? Insbesondere, weil sein Name als "Emitter-Eigenwiderstand" gewählt wurde - was gegen die Physik und das Arbeitsprinzip eines BJT verstößt.

Circuit-Fantasie

Lassen Sie uns diese Diskussion im Chat fortsetzen .

Circuit-Fantasie · Answer 3

Mit Interesse verfolge ich die hitzige Diskussion unter meinen geschätzten Kollegen und bin erneut davon überzeugt, wie eine so brillante Idee zwischen den vielen Überlegungen zur genauen Quantifizierung untergehen kann.

Bevor Sie die Intuition hinter der Formel finden können, müssen Sie die Intuition hinter der Schaltungslösung finden ... und erst dann mit der Formel fortfahren ... Versuchen wir es.

Solche genial einfachen Schaltungslösungen aus dem 20. Jahrhundert sollten durch noch einfachere Lösungen erklärt werden. Lassen Sie uns also zuerst den Kreislauf von "redundanten" (in diesem Anfangsstadium des intuitiven Verständnisses) Elementen bereinigen - Vin, Zin, C1, C2 und RL. Somit ist der Spannungsteiler R1-R2 eine Quelle der DC-Eingangsspannung und der Widerstand Re spielt die Rolle einer Last. Mit anderen Worten, dies ist ein Emitterfolger, der von einer konstanten Spannung angesteuert wird .

Stellen Sie sich nun vor, dass der Basis-Emitter-Übergang des Transistors ein empfindlicher Spannungseingang ist (wie ein Galvanometer ), der den "Widerstand" Rce seines Kollektor-Emitter-Abschnitts (wie ein "Rheostat*) steuert. Wie sieht dieser berühmte elektrische Schaltkreis aus? für dich?

Das ist natürlich die berühmte Wheatstone-Brücke aus dem 19. Jahrhundert ... und vor allem eine ausbalancierte Brücke . Seine Idee ist denkbar einfach. Er besteht aus zwei Spannungsteilern : Der eine (R1-R2 links) ist fest und erzeugt Vin (Vb); der andere (Rce-Re rechts) ist variabel und erzeugt Vout (Ve). Der Transistoreingang ist wie eine Brücke zwischen deren Ausgängen geschaltet; daher der Name dieser Topologie. Beachten Sie hier etwas sehr Wichtiges – die Widerstände am linken Teiler haben einen viel höheren Widerstand als die Widerstände am rechten Teiler .

Die Bedienung dieser Brücke ist äußerst einfach und bekannt. Der Transistor erfasst die Brückenunsymmetrie über seinen Eingang (Basis-Emitter-Übergang) und regelt seinen Ausgangs-"Widerstand", um die Differenz zwischen den beiden Spannungen auf Null zu bringen. Dadurch folgt die (Ausgangs-)Spannung des rechten Teilers der (Eingangs-)Spannung des linken Teilers.

Die beiden Spannungen sind (fast) gleich, aber die Ströme sind sehr unterschiedlich. Die Ausgangswiderstände (Thevenin) des Teilers sind also unterschiedlich ... und wir verwenden den niedrigeren davon, um die externe Last anzutreiben. Das ist die geniale Idee dieser berühmten Schaltungslösung – ein niederohmiger Teiler kopiert die Ausgangsspannung eines hochohmigen Teilers .

Wenn zum Beispiel R1 = R2 = 100 k und Re = 1 k, dann stellt der Transistor zunächst seinen Kollektor-Emitter-"Widerstand" Rce = 1 k ein ... und der Ausgangswiderstand des rechten Teilers beträgt nur 0,5 k (gegenüber 50 k). k des linken Teilers). Wenn dann eine (Eingangs- oder Ausgangs-)Größe variiert, ändert der Transistor seinen Rce, um eine relativ konstante Emitter-(Ausgangs-)Spannung zu halten; Re bleibt konstant.

Der extrem niedrige Ausgangswiderstand (in Bezug auf die Signaländerungen) ist somit auf den extrem niedrigen dynamischen Rce zurückzuführen. In der Tat klingt es seltsam, da wir wissen, dass der dynamische Ausgangswiderstand des Transistors sehr hoch ist ... aber hier wird er durch die spannungsartige Gegenkopplung modifiziert (verringert).

Von der Seite der externen Last aus sehen wir zwei parallel kaskadierte Spannungsteiler ... und der niederohmigere dominiert. Tatsächlich sind alle ihre Widerstände parallel, wie die Formel sagt. Beachten Sie, dass der niedrige Rce durch den Term (Beta + 1) im Nenner dargestellt wird.

Ich gehe davon aus, dass Sie meine Geschichte nicht zu schätzen wissen, aber sie zu den vielen anderen Erklärungen im Internet hinzufügen werden. Aber lassen Sie mich noch etwas klarstellen.

Ich bin Ende der 60er Jahre zum ersten Mal auf diese Schaltung gestoßen, als sie mir in der technischen Schule mit komplexen Formeln "erklärt" wurden ... aber ich brauchte eine solche Erklärung. Später, an der Universität, haben sie es mir mit noch komplexeren Formeln erklärt ... und ich suchte immer noch nach einer solchen Erklärung.

Auch später, als Lehrer an derselben Universität, suchte ich solche Erklärungen für meine Schüler... und das tue ich bis heute. Und heute Abend, als ich die (äußerst interessante) Diskussion hier las, kam mir der Gedanke, auf diese Weise durch die Wheatstone-Brücke zu erklären, wie der Emitterfolger den Quellenwiderstand um ein Vielfaches reduziert. So reifen harte Ideen ... und wie wichtig ist es, eine so kreative Atmosphäre für ihren Auftritt zu haben ...

Ich muss zugeben, dass ich einige Probleme habe zu sehen, wie Ihr "Brückenmodell" helfen kann, die OP-Frage zu beantworten. Wenn ich alles richtig verstanden habe, kommst du in deinem Beispiel auf einen Ausgangswiderstand von 0,5kOhm parallel zum Beitrag von der linken Seite, oder? Wo ist der Beitrag des eigenen Parameters gm des Transistors? Ich denke, Sie haben gm auf unendlich gesetzt, unter der Annahme einer ausgeglichenen Brücke, richtig?
@LvW, Es geht nur um das DC-Signal. Bei den AC-Schwankungen ist sie wegen des parallel niedrigen 'rce' um ein Vielfaches niedriger. Das "Brückenmodell" kann dem OP helfen, sich realistischer und intuitiver vorzustellen, was in dieser Schaltung passiert, als die Formel und herkömmliche "Transistorerklärungen". Das Erklären der komplexen elektronischen Schaltungen mit einfacheren elektrischen Äquivalenten und bekannten Schaltungen ist ein Kraftwerkzeug für intuitives Verständnis.
Ja - ich verstehe Ihre Motivation. Aber noch einmal (nur für mein Verständnis): Habe ich Recht, dass Ihr Modell (Brücke) einen IDEAL-Transistor (unendliches gm) annimmt?
@LvW, Ja, dies ist eine konzeptionelle Schaltung, die nur aus vier Widerständen besteht - R1, R2, Rce und Re und einem "Galvanometer" Vbe. Rce ist der dynamische Ausgangswiderstand des Transistors. Von Natur aus ist es ein "unendlich hoher Differenzwiderstand", aber hier verhält es sich aufgrund der negativen Speisevack vom Spannungstyp genau umgekehrt wie ein "unendlich niedriger Differenzwiderstand". Für die Spannungs- und Stromänderungen ist es also Null (unendliches gm, vertikale IV-Übertragungskurve).
Danke schön. Nun - wenn ich die Brücke mit vier Elementen sehe, wie können wir den Ausgangswiderstand am Knoten ganz rechts (zwischen Rce und Re) ableiten, der mit dem Emitter identisch ist?
@LvW, ich habe mir nicht das Ziel gesetzt, die genaue Formel abzuleiten ... Ich habe nur nach quantitativen intuitiven Überlegungen gesucht. In dem Fall, nachdem ich ein "ideales" rce = 0 angenommen habe, sollte der Ausgangswiderstand der Stufe Null sein, da zwei Widerstände parallel geschaltet sind - Re||rce. Im Allgemeinen ist die Suche nach solchen intuitiven, aber realen Erklärungen auf niedrigem Niveau eine ziemlich undankbare Tätigkeit, die nur Ärger bringt. Es ist viel bequemer, auf "hohem Niveau" zu erklären ... dann verstehen sie dich nicht, aber sie respektieren dich - :)

Darth Veganer · Answer 4

Ich weiß, dass dieser Thread alt und tot ist, aber Sie wollten eine einfache, intuitive Antwort auf Ihre Anfrage … und hier ist sie. Stellen Sie sich vor, Sie legen ein Quellsignal direkt am Emitter an. Anfangs würde die Quelle nur die Basisimpedanz (plus Emitterwiderstand re) parallel zu RE sehen … aber dann plötzlich … will der Transistor am Quellenstrom ziehen (wegen der Stromverstärkung) – er will viel mehr ziehen Strom von der Quelle als ursprünglich erwartet (was einen von der Quelle aus gesehenen Impedanzabfall widerspiegelt). Oder zumindest sehe ich das so.

Probleme beim Verständnis der Ausgangsimpedanz des gemeinsamen Kollektors

Joaquin Brandan

Feuerstelle

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KCL-Analyse, ohne Intuition

Intuition

Die Kunst der Elektronik, 3. Auflage, Seite 84

Vollständiger Kontext aus The Art of Electronics, 3. Auflage:

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