APD中,增益的经验公式为: M =Im/Ip=1/(1-((Va-ImRm)/V0)ⁿ) 当Va = VB时,M具有最大值,试证明: Mmax =( VB /n×Rm×Ip)½
时间: 2024-05-20 22:15:12 浏览: 14
首先,我们需要根据给定的公式,求出当 Va = VB 时,M 的值。
将 Va = VB 代入经验公式,得到:
M = Im / Ip = 1 / [1 - ((VB - Im Rm) / V0)ⁿ]
为了方便推导,我们将分母进行化简:
M = Ip / (Ip - Im) = 1 + (Im / (Ip - Im))
将 Ip 用欧姆定律表示出来,得到:
Ip = VB / Rm
将 Im 用放大器增益表示出来,得到:
Im = M × Ip = M × VB / Rm
将上述两个式子代入原始公式,得到:
M = 1 / [1 - ((VB - M × VB Rm) / V0)ⁿ]
化简得:
M = 1 / [1 - (1 - M) × VB Rm / V0)ⁿ]
进一步化简得:
(1 - M)ⁿ = (VB Rm / V0)ⁿ - (VB Rm / V0)ⁿ M
(1 - M)ⁿ + (VB Rm / V0)ⁿ M = VB Rm / V0 ⁿ
将右侧的式子开方,得到:
VB Rm / V0 = M ⁿ / (1 - M) ⁿ / 2
将上述式子代入原始公式,得到:
M = 1 / [1 - (M ⁿ / (1 - M)ⁿ / 2)]
化简得:
M ⁿ / (1 - M)ⁿ / 2 = (1 / M) - 1
将上述式子代入之前的式子,得到:
M = (VB / (n × Rm × Ip))ⁿ / [(VB / (n × Rm × Ip))ⁿ + 1]
将 M 带入经验公式,得到:
Mmax = (VB / (n × Rm × Ip))ⁿ / [(VB / (n × Rm × Ip))ⁿ + 1]
因此,我们证明了 Mmax 的值为 (VB / (n × Rm × Ip))ⁿ / [(VB / (n × Rm × Ip))ⁿ + 1]。