এমপ্লিফায়ার সার্কিটের বুটস্ট্র্যাপিংয়ের প্রভাব

Question

আমি এই "বুটস্ট্র্যাপ পক্ষপাত" এমপ্লিফায়ার সার্কিটটি বোঝার চেষ্টা করছি। নীচের ছবিটি জি জে রিচি রচিত "ট্রানজিস্টর টেকনিকস" বই থেকে গৃহীত হয়েছে:

এই সার্কিটটি "ভোল্টেজ বিভাজক পক্ষপাত" এর একটি প্রকরণ, "বুটস্ট্র্যাপিং উপাদানগুলি" এবং সি যোগ করে । লেখক ব্যাখ্যা করেছেন যে আর 3 এবং সি উচ্চতর ইনপুট প্রতিরোধের জন্য ব্যবহৃত হয়। লেখক এটিকে এভাবে ব্যাখ্যা করেছেন:$R_3$$C$$R_3$$C$

বুটস্ট্র্যাপিং উপাদানগুলি ( এবং সি ) যুক্ত করে এবং ধরে নেওয়া যে সি সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে তুচ্ছ প্রতিক্রিয়ার, এমিটার প্রতিরোধের এসি মান দ্বারা দেওয়া হয়:$R_3$$C$$C$

$R_E' = R_E || R_1 || R_2$

বাস্তবে এটি একটি ছোট হ্রাস উপস্থাপন করে ।$R_E$

এখন, ইমিটার রেজিস্ট্যান্স সহ একটি ইমিটার ফলোয়ারের ভোল্টেজ লাভ হ'ল A = R ′ $R_E'$ , যা unityক্যের খুব কাছে। সুতরাং,বেসেএকটি ইনপুট সিগন্যালvinপ্রয়োগ করে, প্রেরকটিতে উপস্থিত একটি সংকেত (Avin)আর3এর নীচের প্রান্তে প্রয়োগ করা হয়। অতএব, সংকেত জুড়ে প্রকাশমান ভোল্টেজ আর3হয়(1-একটি)বনামআমিএন, খুব অনেক কম পূর্ণ ইনপুট সংকেত চেয়েআর3এখন একটি কার্যকর মান (এসি সংকেত জন্য) আছে বলে মনে হচ্ছে:আর'3$A=\dfrac{R_E'}{r_e+R_E'}$$v_{in}$$Av_{in}$$R_3$$R_3$$(1-A)v_{in}$$R_3$।$R_3'=\dfrac{R_3}{1-A}\gg R_3$

এটি বোঝার চেষ্টা করার জন্য আমি সার্কিটের একটি এসি মডেল তৈরি করেছি। এসি মডেলটি এখানে:

এসি মডেল থেকে, আমি লেখকের দাবি যাচাই করতে পারি যে প্রেরক প্রতিরোধী এবং নোডের ভোল্টেজ ভি হিসাবে লেবেলযুক্ত ইনপুট ভোল্টেজের চেয়ে কিছুটা কম। আমি আরও দেখতে পাচ্ছি যে আর 3- এর ভোল্টেজ ড্রপ ( ভি আই এন - ভি দেওয়া ) খুব কম হবে, যার অর্থ আর $R_E || R_1 || R_2$$R_3$$V_{in} - V$$R_3$ ইনপুট থেকে খুব সামান্য কারেন্ট আঁকবে।

যাইহোক, 2 টি জিনিস আছে যা এখনও আমি সেই ব্যাখ্যাটি থেকে বেশ বুঝতে পারি না:

1) কেন আমরা সহজেই ইমিটার-ফলোয়ার ভোল্টেজ লাভের জন্য সূত্রটি প্রয়োগ করতে পারি ( ) এখানে,আর3 এরপ্রভাব অবহেলা করছেন?$A=\dfrac{R_E'}{r_e+R_E'}$$R_3$

2) এসি সিগন্যালের জন্য আলাদা "কার্যকর মান" রয়েছে বলে মনে করার অর্থ কী ? আমি দেখতে পাচ্ছি না কেন আর 3 মান পরিবর্তন করবে।$R_3$$R_3$

তুমাকে অগ্রিম ধন্যবাদ.

সম্পাদন করা

এই সার্কিটের আচরণটি আরও বোঝার চেষ্টা করার জন্য, আমি দুটি উপায়ে এর এসি ইনপুট প্রতিরোধের সন্ধান করে এটি বিশ্লেষণ করার চেষ্টা করেছি। আমি উভয় প্রচেষ্টা এই প্রশ্নের উত্তর হিসাবে রেফারেন্স হিসাবে পোস্ট করেছি।

Answer 1

আপনি কিছু ভাল প্রশ্ন তৈরি করেছেন এবং এর জন্য আমি আপনাকে উত্সাহ দিয়েছি।

(1) এবং (2) ঠিকানার জন্য, আমাকে ছোট-সিগন্যাল লিনিয়ারাইজেশন মডেলটি এড়াতে দাও এবং ঠিক যেমন দাঁড়িয়ে আছে তেমনভাবে আপনি সার্কিটটিও বর্গক্ষেত্রের দিকে তাকান। আমি স্কিম্যাটিকে কিছুটা নতুন করে তৈরি করেছি। এত বেশি নয় কারণ আমি মনে করি এটি আপনার নিজস্ব পরিকল্পনার চেয়ে বিষয়গুলি পরিষ্কার করে দেবে। তবে সম্ভবত এটিকে কিছুটা ভিন্নভাবে আঁকলে ভিন্ন চিন্তাভাবনা শুরু হতে পারে:

^{এই সার্কিটটি অনুকরণ করুন - সার্কিটল্যাব ব্যবহার করে স্কিম্যাটিক তৈরি করা হয়েছে}

এখন, আপনি সহজেই দেখতে পাবেন যে এসি সিগন্যালটি সরাসরি এর গোড়ায় স্থাপন করা হয়েছে । সুতরাং প্রেরকটি সেই সংকেতটি অনুসরণ করবে , সাধারণ ইমিটার-অনুগামী আচরণে যা আপনি খুব ভাল জানেন, এমিটারে 1 এর চেয়ে কিছুটা কম লাভের সাথে এসি সিগন্যালের কম-প্রতিবন্ধী, ইন-ফেজ অনুলিপি সরবরাহ করতে। এটি দেখতে খুব সহজ।$Q_1$

$C_{BOOT}$$R_1$$R_2$$C_{BOOT}$$R_{TH}$

$R_3$$R_3$$C_1$$R_3$

চিন্তা করুন। যদি প্রতিরোধকের একপাশে উপস্থিত একটি ভোল্টেজ পরিবর্তন ঠিক সেই একই ভোল্টেজ পরিবর্তনের সাথে মিলে যায় যা সেই রোধকের অন্যদিকে প্রদর্শিত হয়, তবে বর্তমানের কত পরিবর্তন ঘটে? জিরো, তাই না? এর কোনও প্রভাব নেই।

এই এই বুটস্ট্র্যাপের যাদু!

$R_3$$R_3$$Q_1$$R_3$$Q_1$ ।

এটি সত্যিই দুর্দান্ত জিনিস। আমি কখনও বুটস্ট্র্যাপের মতো এ জাতীয় ভোল্টেজ এমপ্লিফায়ার ব্যবহার করার বিষয়টি বিবেচনা করব না । (যদিও আমি সম্ভবত এমিটারে একটি এসি লাভ লেগ অন্তর্ভুক্ত করব)) এত অল্প চেষ্টা করার জন্য খুব ভাল good

Comments

বুটস্ট্র্যাপিং কার্যকর ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া রয়েছে তা উল্লেখ করা উচিত। এটি সিস্টেমে শব্দ এবং বিকৃতি বাড়িয়ে তুলতে পারে। সুতরাং এমন কেস রয়েছে যেখানে আপনি এটি ব্যবহার করবেন না।

— ব্যবহারকারী110971

পরিষ্কার উত্তর ... উফ!

— niki_t1

চমৎকার উত্তর! সত্যিই বুঝতে সহজ :) আপ!

— সাইমন মাগিয়ার

Answer 2

যেহেতু এই বুটস্ট্র্যাপ সার্কিটটি ব্যবহৃত হয় যেখানে একটি পরিবর্ধককে উচ্চ ইনপুট প্রতিবন্ধকতার প্রয়োজন হয় (যেমন LvW দেখায়), ভোল্টেজ উত্সেও তুলনামূলকভাবে উচ্চ উত্স প্রতিবন্ধকতা থাকলে এটি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। সুতরাং "ভিন" প্রায়শই সমতুল্য থেভেনিন প্রতিরোধের সাথে তাত্পর্যপূর্ণ হয়।
এই জাতীয় ক্ষেত্রে, আপনার কাছে "বাস বাড়ানো" থাকতে পারে যেখানে ক্যাপাসিটরের মাধ্যমে ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া কম ফ্রিকোয়েন্সি প্রান্তে ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়াটি সংশোধন করার ষড়যন্ত্র করে যেখানে আপনি বুটস্ট্র্যাপিংয়ের প্রভাবটি বন্ধ হয়ে যাওয়ার আশা করতে পারেন। আপনার "এসি মডেল" এই প্রভাবটির জন্য অ্যাকাউন্টে ব্যর্থ হয়, যেহেতু এটি ক্যাপাসিটারটিকে সরিয়ে দেয়।

^{এই সার্কিটটি অনুকরণ করুন - সার্কিটল্যাব ব্যবহার করে স্কিম্যাটিক তৈরি করা হয়েছে}

Answer 3

1) আর 3 উপেক্ষিত হতে পারে কারণ - বুটস্ট্র্যাপ এফেক্টের কারণে - এটি অন্য তিনটি সমান্তরাল রেজিস্টারের সমান্তরাল খুব বড় রোধকে উপস্থাপন করে।

2) সঠিক। আর 3 এর মান পরিবর্তন করে না - তবে ইনপুট থেকে দেখা গেছে - এটি গতিশীলভাবে প্রসারিত প্রদর্শিত হয় (কেবলমাত্র সিগন্যালগুলি প্রয়োগ করার জন্য, ডিসির জন্য নয়)। এটি "1" এর খুব কাছাকাছি হয়ে R3 R = R3 / (1-A) এর অভিব্যক্তিটিতে দেখা যেতে পারে।

এখানে আমাদের ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া রয়েছে (প্রতিক্রিয়া ফ্যাক্টর <1), যা প্রাথমিকভাবে ইনপুট প্রতিবন্ধকতা পরিবর্তন করে। সামগ্রিক লাভটি কিছুটা পরিবর্তিত হয়।

Answer 4

আমি ওপি এবং নীচে এই সার্কিটটি বিশ্লেষণ করার জন্য আমার নিজের প্রচেষ্টা (এর ইনপুট প্রতিরোধের সন্ধান করে)।

$r_{in}$$\dfrac{v_{in}}{i_{in}}$

1. $\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{R_3}{1-A} \parallel (r_\pi + (\beta+1)( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E ))$

2. $\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{(\beta+1) R_E'R_3 + r_\pi ( R_3 + R_E')}{R_3+r_\pi}$

এক্সপ্রেশন 2 সার্কিটের এসি মডেলের (যা আমি প্রশ্নটিতে রেখেছি) একটি বিশদ বিশ্লেষণ থেকে পেয়েছি। এক্সপ্রেশন 1 আরও সরলকরণ অনুমানগুলি ব্যবহার করে তবে এটি সার্কিটের আচরণ সম্পর্কে আরও স্বীকৃতি দেয় (সমাধান নীচে 1 দেখুন)।

রেফারেন্সের জন্য, ইনপুট প্রতিরোধের জন্য উভয় অভিব্যক্তি সন্ধান করার জন্য নীচে আমার প্রচেষ্টা রয়েছে।

সমাধান ঘ

এই সমাধানে, আমি এটি করার চেষ্টা করব$\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{R_3}{1-A} \parallel (r_\pi + (\beta+1)( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E ))$

ইমিটার অনুসারী হিসাবে সার্কিটের আচরণের কারণে (জঙ্কের উত্তরে বর্ণিত) নোড ভি-তে প্রায় ভোল্টেজ থাকে$AV_{in}$ , যেখানে A ইমিটার ফলোয়ারের লাভ হয় (সুতরাং A এর 1 এর খুব কাছাকাছি)।

$R_3$$\dfrac{v_{in} - Av_{in}}{R_3} = \dfrac{(1-A)v_{in}}{R_3}$$\dfrac{(1-A)v_{in}}{R_3}$ 0 এর খুব কাছে।

$v_{in}$$i_b$$r_\pi$$R_3$$R_2 \parallel R_1 \parallel R_E$$R_3$$(\beta+1)i_b$$R_2 \parallel R_1 \parallel R_E$$v_{in}$$r_\pi$$i_br_\pi$$R_2 \parallel R_1 \parallel R_E$$(\beta+1)i_b( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E )$

$v_{in} = i_br_\pi + (\beta+1)i_b( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E )$

$r_\pi$

$i_b = \dfrac{v_{in}}{ r_\pi + (\beta+1)( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E )}$

$i_{in}$$R_3$$r_\pi$

$i_{in} = \dfrac{(1-A)v_{in}}{R_3} + \dfrac{v_{in}}{ r_\pi + (\beta+1)( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E )}$

$\dfrac{v_{in}}{i_{in}}$

$\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{v_{in}}{\dfrac{(1-A)v_{in}}{R_3} + \dfrac{v_{in}}{ r_\pi + (\beta+1)( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E )}}$

$\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{1}{\dfrac{(1-A)}{R_3} + \dfrac{1}{ r_\pi + (\beta+1)( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E )}}$

$\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{1}{\dfrac{1}{\dfrac{R_3}{1-A}} + \dfrac{1}{ r_\pi + (\beta+1)( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E )}}$

$\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{R_3}{1-A} \parallel (r_\pi + (\beta+1)( R_2 \parallel R_1 \parallel R_E ))$

$\dfrac{R_3}{1-A}$

সমাধান 2

এই সমাধানে, আমি এটি করার চেষ্টা করব$\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{(\beta+1) R_E'R_3 + r_\pi ( R_3 + R_E')}{R_3+r_\pi}$

$(\beta+1)i_b$

$(\beta+1)i_b = \dfrac{V}{R_1}+\dfrac{V}{R_2}+\dfrac{V}{R_E} + \dfrac{V-v_{in}}{R_3}$

$(\beta+1)i_b = V\left ( \dfrac{1}{R_1}+\dfrac{1}{R_2}+\dfrac{1}{R_E} \right ) + \dfrac{V-v_{in}}{R_3}$

$\dfrac{1}{R_1}+\dfrac{1}{R_2}+\dfrac{1}{R_E} = R_E'$

$(\beta+1)i_b = \dfrac{V}{R_E'} + \dfrac{V-v_{in}}{R_3}$

$V$$v_{in}$$i_b$

$V=v_{in}-i_br_\pi$

$V=v_{in}-i_br_\pi$

$(\beta+1)i_b = \dfrac{v_{in}-i_br_\pi}{R_E'} + \dfrac{v_{in}-i_br_\pi-v_{in}}{R_3}$

$v_{in} = i_b\left [(\beta+1) R_E' + r_\pi + \dfrac{r_\pi R_E'}{R_3} \right ]$

$v_{in}$$V=v_{in}-i_br_\pi$

$V = v_{in} - i_br_\pi = i_b\left [(\beta+1) R_E' + \dfrac{r_\pi R_E'}{R_3} \right ]$

$i_{in}$$r_\pi$$R_3$

$i_{in} = i_b+\dfrac{v_{in}-V}{R_3}$

$V$$v_{in}$$i_b$

$i_{in} = i_b+\dfrac{i_br_\pi}{R_3}=i_b\left ( \dfrac{R_3+r_\pi}{R_3} \right )$

$i_{in} = i_b+\dfrac{i_br_\pi}{R_3}=i_b\left ( \dfrac{R_3+r_\pi}{R_3} \right )$

অবশেষে, ইনপুট প্রতিরোধের গণনা ($\dfrac{v_{in}}{i_{in}}$

$\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{i_b\left [(\beta+1) R_E' + r_\pi + \dfrac{r_\pi R_E'}{R_3} \right ]}{i_b\left ( \dfrac{R_3+r_\pi}{R_3} \right )}$

$\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \left (\dfrac{(\beta+1) R_E'R_3 + r_\pi R_3 + r_\pi R_E'}{R_3} \right )\left ( \dfrac{R_3}{R_3+r_\pi} \right )$

$\dfrac{v_{in}}{i_{in}} = \dfrac{(\beta+1) R_E'R_3 + r_\pi ( R_3 + R_E')}{R_3+r_\pi}$