1、輸入阻抗
輸入阻抗是指一個(gè)電路輸入端的等效阻抗。在輸入端上加上一個(gè)電壓源 U，測(cè)量輸入端的 電流 I，則輸入阻抗 Rin=U/I。你可以把輸入端想象成一個(gè)電阻的兩端，這個(gè)電阻的阻值，就是輸入阻抗。
輸入阻抗跟一個(gè)普通的電抗元件沒什么兩樣，它反映了對(duì)電流阻礙作用的大小。
對(duì)于電壓驅(qū)動(dòng)的電路，輸入阻抗越大，則對(duì)電壓源的負(fù)載就越輕，因而就越容易驅(qū)動(dòng)，也 不會(huì)對(duì)信號(hào)源有影響；而對(duì)于電流驅(qū)動(dòng)型的電路，輸入阻抗越小，則對(duì)電流源的負(fù)載就越輕。因此， 我們可以這樣認(rèn)為：如果是用電壓源來驅(qū)動(dòng)的，則輸入阻抗越大越好；如果是用電流源來驅(qū)動(dòng)的， 則阻抗越小越好（注：只適合于低頻電路，在高頻電路中，還要考慮阻抗匹配問題。另外如果要獲取最大輸出功率時(shí)，也要考慮阻抗匹配問題。）
2、輸出阻抗
無(wú)論信號(hào)源或放大器還有電源，都有輸出阻抗的問題。輸出阻抗就是一個(gè)信號(hào)源的內(nèi)阻。 本來，對(duì)于一個(gè)理想的電壓源（包括電源），內(nèi)阻應(yīng)該為 0，或理想電流源的阻抗應(yīng)當(dāng)為無(wú)窮大。
輸出阻抗在電路設(shè)計(jì)最特別需要注意。
現(xiàn)實(shí)中的電壓源，則做不到這一點(diǎn)。我們常用一個(gè)理想電壓源串聯(lián)一個(gè)電阻 r 的方式來等 效一個(gè)實(shí)際的電壓源。這個(gè)跟理想電壓源串聯(lián)的電阻 r，就是（信號(hào)源/放大器輸出/電源）的內(nèi)阻 了。當(dāng)這個(gè)電壓源給負(fù)載供電時(shí)，就會(huì)有電流 I 從這個(gè)負(fù)載上流過，并在這個(gè)電阻上產(chǎn)生 I×r 的 電壓降。這將導(dǎo)致電源輸出電壓的下降，從而限制了最大輸出功率（關(guān)于為什么會(huì)限制最大輸出功 率，請(qǐng)看后面的“阻抗匹配”）。同樣的，一個(gè)理想的電流源，輸出阻抗應(yīng)該是無(wú)窮大，但實(shí)際的 電路是不可能的。
3、阻抗匹配
阻抗匹配是指信號(hào)源或者傳輸線跟負(fù)載之間的一種合適的搭配方式。
阻抗匹配分為低頻和高頻兩種情況討論。
我們先從直流電壓源驅(qū)動(dòng)一個(gè)負(fù)載入手。由于實(shí)際的電壓源，總是有內(nèi)阻的，我們可以把 一個(gè)實(shí)際電壓源，等效成一個(gè)理想的電壓源跟一個(gè)電阻 r 串聯(lián)的模型。假設(shè)負(fù)載電阻為 R，電源電 動(dòng)勢(shì)為 U，內(nèi)阻為 r，那么我們可以計(jì)算出流過電阻 R 的電流為：I=U/(R+r)，可以看出，負(fù)載電阻
R 越小，則輸出電流越大。負(fù)載 R 上的電壓為：Uo=IR=U/[1+(r/R)]，可以看出，負(fù)載電阻 R 越大， 則輸出電壓 Uo 越高。再來計(jì)算一下電阻 R 消耗的功率為：
P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2)
=U2×R/[(R-r)2+4×R×r]
=U2/{ [(R-r)2/R] + 4×r }
對(duì)于一個(gè)給定的信號(hào)源，其內(nèi)阻 r 是固定的，而負(fù)載電阻 R 則是由我們來選擇的。 注意式中[(R-r)2/R]，當(dāng) R=r 時(shí)，[(R-r)2/R]可取得最小值 0，這時(shí)負(fù)載電阻 R 上可獲得最大輸出功率 Pmax=U2/(4×r)。即，當(dāng)負(fù)載電阻跟信號(hào)源內(nèi)阻相等時(shí)，負(fù)載可獲得最大輸出功率，這就是我們常說的阻抗匹配之一。
對(duì)于純電阻電路，此結(jié)論同樣適用于低頻電路及高頻電路。當(dāng)交流電路中含有容性或感性阻抗時(shí)，結(jié)論有所改變（是對(duì)于最大輸出功率而言的），就是需要信號(hào)源與負(fù)載阻抗的的實(shí)部相等，虛部互為相反數(shù)，這叫做共扼匹配。在低頻電路中，我們一般不考慮傳輸線的匹配問題，只考慮信號(hào)源跟負(fù)載之間的情況，因?yàn)榈皖l信號(hào)的波長(zhǎng)相對(duì)于傳輸線來說 很長(zhǎng)，傳輸線可以看成是“短線”，反射可以不考慮（可以這么理解：因?yàn)榫€短，即使反射回來， 跟原信號(hào)還是一樣的）。
從以上分析我們可以得出結(jié)論：如果我們需要輸出電流大，則選擇小的負(fù)載 R；如果我們 需要輸出電壓大，則選擇大的負(fù)載 R；如果我們需要輸出功率最大，則選擇跟信號(hào)源內(nèi)阻匹配的電 阻 R。有時(shí)阻抗不匹配還有另外一層意思，例如一些儀器輸出端是在特定的負(fù)載條件下設(shè)計(jì)的，如 果負(fù)載條件改變了，則可能達(dá)不到原來的性能，這時(shí)我們也會(huì)叫做阻抗失配。
在高頻電路中，我們還必須考慮反射的問題。當(dāng)信號(hào)的頻率很高時(shí)，則信號(hào)的波長(zhǎng)就很短，當(dāng) 波長(zhǎng)短得跟傳輸線長(zhǎng)度可以比擬時(shí)，反射信號(hào)疊加在原信號(hào)上將會(huì)改變?cè)盘?hào)的形狀。如果傳輸線 的特征阻抗跟負(fù)載阻抗不相等（即不匹配）時(shí)，在負(fù)載端就會(huì)產(chǎn)生反射。為什么阻抗不匹配時(shí)會(huì)產(chǎn) 生反射以及特征阻抗的求解方法，牽涉到二階偏微分方程的求解，在這里我們不細(xì)說了，有興趣的 可參看電磁場(chǎng)與微波方面書籍中的傳輸線理論。傳輸線的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由傳輸線 的結(jié)構(gòu)以及材料決定的，而與傳輸線的長(zhǎng)度，以及信號(hào)的幅度、頻率等均無(wú)關(guān)。
例如，常用的閉路電視同軸電纜特性阻抗為 75Ω ，而一些射頻設(shè)備上則常用特征阻抗為 50Ω 的同軸電纜。另外還有一種常見的傳輸線是特性阻抗為 300Ω 的扁平平行線，這在農(nóng)村使用的電視 天線架上比較常見，用來做八木天線的饋線。因?yàn)殡娨暀C(jī)的射頻輸入端輸入阻抗為 75Ω ，所以 30 0Ω 的饋線將與其不能匹配。實(shí)際中是如何解決這個(gè)問題的呢？不知道大家有沒有留意到，電視機(jī) 的附件中，有一個(gè) 300Ω 到 75Ω 的阻抗轉(zhuǎn)換器（一個(gè)塑料封裝的，一端有一個(gè)圓形的插頭的那個(gè) 東東，大概有兩個(gè)大拇指那么大）。它里面其實(shí)就是一個(gè)傳輸線變壓器，將 300Ω 的阻抗，變換成75Ω 的，這樣就可以匹配起來了。這里需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是，特性阻抗跟我們通常理解的
電阻不是一個(gè)概念，它與傳輸線的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，也不能通過使用歐姆表來測(cè)量。為了不產(chǎn)生反射，負(fù)載阻抗跟傳輸線的特征阻抗應(yīng)該相等，這就是傳輸線的阻抗匹配，如果阻抗不匹配會(huì)有 什么不良后果呢？如果不匹配，則會(huì)形成反射，能量傳遞不過去，降低效率；會(huì)在傳輸線上形成駐 波（簡(jiǎn)單的理解，就是有些地方信號(hào)強(qiáng)，有些地方信號(hào)弱），導(dǎo)致傳輸線的有效功率容量降低；功 率發(fā)射不出去，甚至?xí)p壞發(fā)射設(shè)備。如果是電路板上的高速信號(hào)線與負(fù)載阻抗不匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 震蕩，輻射干擾等。
當(dāng)阻抗不匹配時(shí)，有哪些辦法讓它匹配呢？第一，可以考慮使用變壓器來做阻抗轉(zhuǎn)換，就像上 面所說的電視機(jī)中的那個(gè)例子那樣。第二，可以考慮使用串聯(lián)/并聯(lián)電容或電感的辦法，這在調(diào)試 射頻電路時(shí)常使用。第三，可以考慮使用串聯(lián)/并聯(lián)電阻的辦法。一些驅(qū)動(dòng)器的阻抗比較低，可以 串聯(lián)一個(gè)合適的電阻來跟傳輸線匹配，例如高速信號(hào)線，有時(shí)會(huì)串聯(lián)一個(gè)幾十歐的電阻。而一些接 收器的輸入阻抗則比較高，可以使用并聯(lián)電阻的方法，來跟傳輸線匹配，例如，485 總線接收器， 常在數(shù)據(jù)線終端并聯(lián) 120 歐的匹配電阻。
為了幫助大家理解阻抗不匹配時(shí)的反射問題，我來舉兩個(gè)例子：假設(shè)你在練習(xí)拳擊——打 沙包。如果是一個(gè)重量合適的、硬度合適的沙包，你打上去會(huì)感覺很舒服。但是，如果哪一天我把 沙包做了手腳，例如，里面換成了鐵沙，你還是用以前的力打上去，你的手可能就會(huì)受不了了—— 這就是負(fù)載過重的情況，會(huì)產(chǎn)生很大的反彈力。相反，如果我把里面換成了很輕很輕的東西，你一 出拳，則可能會(huì)撲空，手也可能會(huì)受不了——這就是負(fù)載過輕的情況。另一個(gè)例子，不知道大家有 沒有過這樣的經(jīng)歷：就是看不清樓梯時(shí)上/下樓梯，當(dāng)你以為還有樓梯時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)“負(fù)載不匹配” 這樣的感覺了。當(dāng)然，也許這樣的例子不太恰當(dāng)，但我們可以拿它來理解負(fù)載不匹配時(shí)的反射情況。
Q：什么是電流控制器件？ A：如果這個(gè)器件的輸出參數(shù)大小和輸入的電流參數(shù)大小有關(guān)，就叫該器件是“電流控制器件”， 簡(jiǎn)稱“流控器件”。
“電流控制器件”輸入的是電流信號(hào)，是低阻抗輸入，需要較大的驅(qū)動(dòng)功率。例如：雙極型 晶體管(BJT)是電流控制器件、TTL 電路是電流控制器件。
Q：什么是電壓控制器件？ S：如果這個(gè)器件的輸出參數(shù)大小和輸入的電壓參數(shù)大小有關(guān)，就叫該器件是“電壓控制器件”， 簡(jiǎn)稱“壓控器件”。
“電壓控制器件”輸入的是電壓信號(hào)，是高阻抗輸入，只需要較小的驅(qū)動(dòng)功率；例如：場(chǎng)效 應(yīng)晶體管(FET)是電壓控制器件、MOS 電路是電壓控制器件。
Q：為什么 BJT 是電流控制器件而 FET 和 MOS 是電壓控制器件？
S：BJT 是通過基極電流來控制集電極電流而達(dá)到放大作用的；而 FET&MOS 是靠控制柵極電壓來改 變?cè)绰╇娏?，所以說 BJT 是電流控制器件，而 FET 和 MOS 是電壓控制器件。
