跨導放大器英文解釋翻譯、跨導放大器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 transconductance amplifier

分詞翻譯：

跨導的英語翻譯：

【計】 transconductance

放大器的英語翻譯：

amplifier; magnifier
【計】 amplifier; expandor; recording amplifier
【化】 amplifier
【醫】 amplifier

專業解析

跨導放大器（Transconductance Amplifier），在電子工程領域是一個核心的模拟電路模塊。其名稱揭示了其核心功能：

跨導 (Transconductance - Kuàdǎo)：
- 漢英詞典視角："跨"指跨越、轉換；"導"指電導（Conductance）。因此，"跨導"描述的是輸入電壓（Input Voltage）到輸出電流（Output Current）的轉換能力。
- 物理意義：跨導（通常用符號gm 表示）是衡量放大器将輸入電壓變化轉換為輸出電流變化效率的參數。其單位是西門子（Siemens, S），等同于安培每伏特（A/V）。跨導值越大，意味着相同的輸入電壓變化能産生更大的輸出電流變化。核心公式為： $$ I_{out} = gm times V{in} $$ 其中 ( I_{out} ) 是輸出電流， ( gm ) 是跨導， ( V{in} ) 是輸入電壓。
放大器 (Amplifier - Fàngdàqì)：
- 漢英詞典視角："放大"指增加信號的幅度或強度；"器"指器件或電路。因此，放大器是一種能夠增大輸入信號幅度（電壓、電流或功率）的電路。
- 在跨導放大器中的體現：雖然跨導放大器的核心功能是電壓到電流的轉換（V-I轉換器），但它本質上仍然是一個放大器，因為它放大了輸入信號（電壓）所蘊含的信息，并将其轉換為另一種形式（電流）輸出，且輸出電流的幅度通常遠大于輸入信號直接驅動負載所能産生的電流。

跨導放大器的詳細含義：

跨導放大器（英文常縮寫為OTA - Operational Transconductance Amplifier）是一種特殊類型的放大器，其輸入是電壓信號（( V{in} )），輸出是電流信號（( I{out} )）。它的核心特性由其跨導參數gm 決定。

功能本質：實現電壓控制電流源（VCCS）。輸出電流 ( I{out} ) 的大小由輸入電壓 ( V{in} ) 和跨導值 ( gm ) 共同決定，遵循公式 ( I{out} = gm times V{in} )（在理想線性區域）。
與普通運算放大器（Op-Amp）的區别：
- 普通運算放大器（Op-Amp）通常設計為電壓放大器（輸入電壓->輸出電壓），具有非常高的開環增益、極高的輸入阻抗和極低的輸出阻抗，常用于閉環負反饋配置。
- 跨導放大器（OTA）本質上是跨導器件（輸入電壓->輸出電流），其開環增益就是 ( g_m )（量綱為電導，而非電壓放大倍數）。它的輸出阻抗通常很高（理想情況下為無窮大），因為它是一個電流源輸出。OTA 常用于開環或特定反饋配置（如電容反饋）來實現特定的模拟功能。
關鍵參數：
- 跨導 (gm)：最重要的參數，定義了電壓到電流的轉換率。gm 值可以通過設計（如晶體管尺寸、偏置電流）來調整。
- 輸入阻抗：通常很高（理想無窮大），避免對輸入電壓源造成負載效應。
- 輸出阻抗：通常很高（理想無窮大），使其表現為一個良好的受控電流源。
典型電路結構：最基本的 OTA 通常由一個差分輸入對（如 MOS 管差分對）和電流鏡負載構成。輸入電壓加在差分對的兩個栅極之間，輸出電流取自負載電流鏡的一個支路。差分對的尾電流源（偏置電流）直接影響 gm 的大小（對于 MOS 管，gm 與偏置電流的平方根成正比）。
主要應用：
- 電壓控制放大器/衰減器 (VCA)：通過控制 gm（通常通過改變偏置電流實現）來改變增益。
- 模拟乘法器/混頻器：利用其電壓輸入、電流輸出的特性。
- 有源濾波器：特别是 Gm-C 濾波器（跨導-電容濾波器），利用 OTA 和電容構建積分器等基本單元，頻率特性由 gm 和 C 決定，易于通過調節 gm（偏置電流）進行調諧。
- 數據轉換器：如積分器在 Delta-Sigma ADC 中的應用。
- 振蕩器：構成振蕩回路的一部分。
- 電壓-電流轉換器：直接應用。

權威參考來源：

Gray, P. R., Hurst, P. J., Lewis, S. H., & Meyer, R. G. (2001). Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (4th ed.). John Wiley & Sons. - 這本經典教材深入探讨了跨導放大器（OTA）的内部工作原理、電路設計、小信號模型、頻率響應及其在模拟集成電路（如濾波器）中的應用。書中詳細推導了 gm 的計算公式（例如，對于 MOS 管： ( g_m = sqrt{2 mun C{ox} (W/L) I_D} ) ）并分析了各種 OTA 結構。
Allen, P. E., & Holberg, D. R. (2012). CMOS Analog Circuit Design (3rd ed.). Oxford University Press. - 本書專注于 CMOS 技術下的模拟電路設計，包含對 OTA 設計的專門章節。它詳細介紹了 OTA 的性能指标（如增益、帶寬、壓擺率、噪聲）、設計折衷、偏置電路以及其在開關電容電路、ADC/DAC 等系統中的關鍵作用。
IEEE Xplore Digital Library - 作為電氣電子工程師學會（IEEE）的核心數據庫，收錄了大量關于跨導放大器設計、優化、建模及其在最新應用（如低功耗設計、高頻設計、生物醫學接口電路）中的前沿研究論文和會議記錄。搜索關鍵詞如 "Operational Transconductance Amplifier", "OTA design", "Gm-C filter" 可找到最新研究成果和技術細節。
Baker, R. J. (2010). CMOS: Circuit Design, Layout, and Simulation (3rd ed.). Wiley-IEEE Press. - 這本書提供了非常實用的視角，包含 OTA 的電路原理圖、版圖設計考慮以及 SPICE 仿真示例，幫助工程師理解和設計實際的 OTA 電路。

網絡擴展解釋

跨導放大器（Operational Transconductance Amplifier, OTA）是一種特殊類型的放大器，其核心功能是将輸入差分電壓轉換為輸出電流，屬于電壓控制電流源（VCCS）。以下是綜合多來源信息的詳細解釋：

1.基本定義與原理

跨導放大器通過差分輸入電壓控制輸出電流，其增益稱為“跨導”（Gm），單位為西門子（S），計算公式為： $$
Gm = frac{Delta I{out}}{Delta V_{in}}
$$
這意味着輸出電流與輸入電壓的變化率直接相關。

2.核心特點

混合信號模式：輸入為電壓，輸出為電流，既非純電壓模式也非純電流模式，但電流模式特性起主導作用。
高頻性能優勢：内部無電壓增益級，避免了密勒電容效應，轉換速率高，適合高頻應用。
可調跨導：通常具有額外電流輸入端，用于動态調節跨導值，實現靈活控制。

3.結構組成

高阻差分輸入級：類似傳統運算放大器，但輸出級設計為電流源形式。
低功耗設計：結構簡單，可工作于低電源電壓環境。

4.應用領域

模拟信號處理：連接傳感器、模數轉換器（ADC）或數模轉換器（DAC），優化信號傳輸。
濾波器與振蕩器：常用于壓控濾波器和頻率可調振蕩器。
集成電路設計：因低功耗和高頻特性，廣泛用于通信和便攜式設備。

5.與傳統運算放大器的區别

特性	跨導放大器（OTA）	傳統運算放大器
輸出類型	電流	電壓
增益單位	西門子（S）	無單位（電壓增益）
控制方式	可外部調節跨導	固定增益或通過反饋調節

總結來看，跨導放大器憑借其電流輸出特性和可調增益，在模拟電路和混合信號系統中具有不可替代的作用。