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模拟电路输入/输出阻抗的计算方法

热度 25已有 9438 次阅读| 2022-6-29 10:18 |个人分类:模拟电路|系统分类:芯片设计

输入/输出阻抗的计算方法:

①输入阻抗(从输入端口看进去的等效电阻)计算原理和小信号分析结合

    输入阻抗计算原理:输出Vout视为断路,直接抹去,仅为一个标记点。将独立电源置零后,然后在Vin输入端,加上电压为Vx的电压源,计算Vx/Ix即为输入阻抗。Ix为该电压源Vx的输出电流。

    画小信号电路图,直接用Ix和相关阻抗的乘积表示的Vgs——Vgs乘以gm得到MOS的电流——再与负载的乘积得一个电压——整个左侧输入回路由Vx到地GND的KVL电压公式(公式中只有Vx和Ix)。即得Zin=Vx/Ix。POINT:对于与输入Vx完全并联(一端接Vx,一端接GND)的电容,可以在小信号电路图和表达式中不体现,最后求得Zin时,再整体并联。

    “独立电源置零“的含义是:将电压源短路,使其接到GND;将电流源断路,直接抹去,仅为一个标记,使其输出电流为零。



②输出阻抗(从输出端口看进去的等效电阻)计算原理和小信号分析结合

    输出阻抗计算原理:将输入Vin短路接地GND,将独立电源置零后,Vout端负载去掉,换成电压为Vx的电压源,计算Vx/Ix即为输入阻抗。Ix为该电压源Vx的输出电流。

    画小信号电路图,用Vgs(可令为V1)和相关阻抗以及右边的gm x V1叠加来表示Ix(节点电流表达式)——左侧输入回路由GND到阻抗到V1到Vx到地GND的KVL电压公式(公式中有Vx和Ix和V1)。用第一个表达式得到用Ix表达的V1带入第二个式子。即得Zout=Vx/Ix。POINT:对于与输出Vx完全并联(一端接Vx,一端接GND)的电容,可以在小信号电路图和表达式中不体现,最后求得Zout时,再整体并联。

    “电源置零“的含义是:将电压源短路,使其输出电压为零;将电流源断路,使其输出电流为零。

微信图片_20220701104913.jpg



③密勒定理(使用条件:阻抗Z与信号主通路有并联通路才可使用。XY两点之间只有一条信号通路不可用该方法。)

密勒定理.png


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