อัตราขยาย (อิเล็กทรอนิกส์)

ในสาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์ อัตราขยาย หรือ เกน (gain) เป็นการวัดความสามารถของวงจรอิเล็กทรอนิกส์สองพอร์ต (มักจะเป็นตัวขยายสัญญาณ) เพื่อเพิ่มพลังหรือความสูง () ของสัญญาณจากพอร์ตอินพุทไปยังพอร์ตเอาท์พุท โดยการเพิ่มพลังงานที่ถูกแปลงจากแหล่งจ่ายไฟไปเป็นสัญญาณ มันมักจะถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนเฉลี่ยของขนาดสัญญาณหรือกำลังงานที่พอร์ตเอาท์พุทต่อขนาดสัญญาณหรือกำลังงานที่พอร์ตอินพุต มันมักจะแสดงค่าโดยใช้หน่วยเป็นเดซิเบล (dB)("dB gain") อัตราขยายที่มากกว่าหนึ่ง (ศูนย์เดซิเบล) เป็นการขยายสัญญาณและเป็นคุณสมบัติที่กำหนดให้กับองค์ประกอบหรือวงจรแบบแอคทีฟ () ในขณะที่วงจรแบบ passive จะมีอัตราขยายน้อยกว่าหนึ่ง

คำว่า อัตราขยาย เฉย ๆ จะกำกวมไม่ชัดเจนและสามารถหมายถึงอัตราส่วนของเอาท์พุทต่ออินพุตของแรงดันไฟฟ้า (อัตราขยายแรงดันไฟฟ้า) ของกระแส (อัตราขยายกระแสไฟฟ้า) หรือของกำลังงานไฟฟ้า (อัตราขยายกำลังงานไฟฟ้า) ก็ได้ ในด้านเสียงและตัวขยายสัญญาณอเนกประสงค์, โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ออปแอมป์ คำนี้มักจะหมายถึงอัตราขยายแรงดันไฟฟ้า แต่ในตัวขยายสัญญาณคลื่นความถี่วิทยุ มักจะหมายถึงอัตราขยายกำลังงาน นอกจากนี้คำว่าอัตราขยายยังถูกนำไปประยุกต์ใช้ในระบบเซ็นเซอร์ที่ input และ output มีหน่วยที่แตกต่างกัน ในกรณีดังกล่าวหน่วยของอัตราขยายจะถูกระบุใหม่ เช่นเป็น "5 microvolts ต่อโฟตอน" สำหรับค่าความสามารถในการตอบสนอง () ของตัวตรวจจับแสง () เป็นต้น "อัตราขยาย" ของทรานซิสเตอร์สองขั้ว () ปกติจะหมายถึงอัตราการถ่ายโอนกระแสไปข้างหน้า หรือ hFE ( "เบต้า" ซึ่งเป็นอัตราส่วนคงที่ของ Ic หารด้วย Ib ที่จุดปฏิบัติการ) หรือบางครั้ง hfe (อัตราขยายกระแสสัญญาณขนาดเล็ก ความลาดชันของกราฟของ Ic เมื่อเทียบกับ Ib ที่จุดหนึ่ง)

อัตราขยายของอุปกรณ์หรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับความถี่ของสัญญาณที่ใส่เข้าไป ยกเว้นที่ระบุไว้เป็นอย่างอื่น คำนี้หมายถึงอัตราขยายสำหรับความถี่ใน passband ซึ่งเป็นช่วงความถี่ปฏิบัติการของอุปกรณ์ที่ถูกออกแบบไว้ คำว่าอัตราขยายมีความหมายที่แตกต่างกันในการออกแบบสายอากาศ; อัตราขยายสายอากาศจะเป็นอัตราส่วนของความเข้มของคลื่นจากเสาอากาศตามทิศทางต่อ  (ความเข้มเฉลี่ยของคลื่นจากสายอากาศที่ไม่มีการสูญเสียเลย)

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:ศัพท์อิเล็กทรอนิกส์