Worldlex Wiki La transconductance (ou conductance de transfert ), également appelée conductance mutuelle , est la caractéristique électrique qui relie le courant traversant la sortie d'un dispositif à la tension à ses bornes d'entrée. La conductance est l'inverse de la résistance.
La transadmittance (ou admittance de transfert ) est l' équivalent en courant alternatif de la transconductance.
Définition
La transconductance est très souvent notée </sub> , avec un indice
Pour les courants alternatifs de faible amplitude , la définition est plus simple :
L' unité SI de transconductance est le siemens , de symbole S , comme dans conductance.
Transrésistance
La transrésistance (ou résistance de transfert ), également appelée résistance mutuelle , est le pendant de la transconductance. Elle désigne le rapport entre la variation de tension entre deux points de sortie et la variation de courant correspondante entre deux points d'entrée, et est notée </sub> .
L'unité SI de la transrésistance est simplement l' ohm , comme dans résistance.
La transimpédance (ou impédance de transfert ) est l'équivalent en courant alternatif de la transrésistance, et est le dual de la transadmittance.
Appareils
tubes à vide
Pour les tubes à vide , la transconductance est définie comme la variation du courant de plaque (anode) divisée par la variation correspondante de la tension grille/cathode, à tension plaque (anode)-cathode constante. Les valeurs typiques de pour un tube à vide à faible signal sont de 1 à 10 Ω·cm.10 mS . C'est l'une des trois constantes caractéristiques d'un tube à vide, les deux autres étant son gain ou </sub> . L' équation de Van der Bijl définit leur relation comme suit :
Transistors à effet de champ
De même, dans les transistors à effet de champ , et notamment les MOSFET , la transconductance est la variation du courant de drain divisée par la faible variation de la tension grille-source, la tension drain-source étant constante. Les valeurs typiques de pour un transistor à effet de champ en petits signaux sont :1 à 30 mS .
En utilisant le modèle de Shichman-Hodges , la transconductance du MOSFET peut être exprimée comme (voir Modes de fonctionnement )
où est le courant de drain continu au point de polarisation , et est la tension de surtension , qui correspond à la différence entre la tension grille-source au point de polarisation et la tension de seuil (soit ). La tension de surtension (parfois appelée tension effective) est généralement choisie entre 70 et 200 mV environ pour la technologie 65 nm ( ≈ 1,13 mA/µm × largeur ) pour une <sub>m</sub>) de 11 à 32 mS/µm.
De plus, la transconductance du transistor à effet de champ à jonction est donnée par
où est la tension de pincement et est le courant de drain maximal.
transistors bipolaires
La transconductance des transistors bipolaires à faible signal varie considérablement et est proportionnelle au courant de collecteur. Sa plage typique est de :De 1 à 400 ms . La variation de tension d'entrée est appliquée entre la base et l'émetteur, et la sortie correspond à la variation du courant de collecteur circulant entre le collecteur et l'émetteur, la tension collecteur-émetteur restant constante.
La transconductance du transistor bipolaire peut être exprimée comme
où est le courant continu du collecteur au point de fonctionnement , et est la tension thermique , typiquement autour de26 mV à température ambiante. Pour un courant typique de10 mA , 385 mS . L'impédance d'entrée est le gain en courant ( 100 μS .
Amplificateurs
Amplificateurs de transconductance
Un amplificateur de transconductance ( amplificateur g<sub> analyse de réseaux , il est défini comme une cascade , ce qui améliore la réponse en fréquence.
Un amplificateur de transconductance idéal, configuré en suiveur de tension, se comporte en sortie comme une résistance de valeur , entre une copie tamponnée de la tension d'entrée et la sortie. Si le suiveur est chargé par un seul condensateur , sa fonction de transfert possède un seul pôle de constante de temps [ ou, de manière équivalente, il se comporte comme un filtre passe-bas du premier ordre.Bande passante de .
Amplificateurs de transconductance opérationnels
Un amplificateur de transrésistance délivre une tension proportionnelle à son courant d'entrée. Il est souvent appelé amplificateur de transimpédance , notamment par les fabricants de semi-conducteurs.
Le terme désignant un amplificateur de transrésistance dans l'analyse de réseau est source de tension commandée en courant ( CCVS ).
On peut réaliser un amplificateur de transrésistance inverseur simple à partir d'un amplificateur opérationnel et d'une simple résistance. Il suffit de connecter la résistance entre la sortie et l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel et de relier l'entrée non inverseuse à la masse. La tension de sortie sera alors proportionnelle au courant d'entrée appliqué à l'entrée inverseuse : elle diminue lorsque le courant d'entrée augmente et inversement.
Les amplificateurs de transrésistance (transimpédance) sur puce spécialisés sont largement utilisés pour amplifier le courant de signal provenant des photodiodes à l'extrémité réceptrice des liaisons à fibre optique ultra-rapides.