गिल्बर्ट सेल

इलेक्ट्रॉनिक्स में गिल्बर्ट सेल एक प्रकार का मिक्सर है। यह आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है जो दो इनपुट सिग्नल के उत्पाद के समानुपाती होता है। इस तरह के सर्किट व्यापक रूप से रेडियो सिस्टम में आवृत्ति रूपांतरण के लिए उपयोग किए जाते हैं।^[1] इस सर्किट का लाभ यह है कि आउटपुट करंट दोनों इनपुट्स के (डिफरेंशियल) बेस करंट का सटीक गुणन होता है। एक मिक्सर के रूप में इसका संतुलित संचालन कई अवांछित मिश्रण उत्पादों को रद्द कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप "ज़्यादा साफ" आउटपुट प्राप्त होता है।

यह एक प्रारंभिक सर्किट, जो सबसे पहले 1963 में हावर्ड जोन्स द्वारा प्रयोग किया गया था, का एक सामान्यीकृत मामला है,^[2] इसका आविष्कार स्वतंत्र रूप से बैरी गिल्बर्ट द्वारा 1967 में हुआ।^[3] यह वास्तव में "ट्रांसलाइनियर" डिज़ाइन का एक विशिष्ट उदाहरण है, जो एनालॉग सर्किट डिज़ाइन के लिए एक वर्तमान का प्रयास है। इस सेल का विशिष्ट गुण यह है कि इसका डिफरेंशियल आउटपुट करंट इसके दो, डिफरेंशियल एनालॉग करंट इनपुट्स, का एक सटीक बीजीय उत्पाद है।

हावर्ड जोन्स, 1963	गिल्बर्ट, 1968 (बीटा स्वतंत्र)	गिल्बर्ट, बाद में (बीटा पर निर्भर)

इस संस्थितिविज्ञान (टोपोलॉजी) में जोन्स सेल और ट्रांसलीनियर मल्टीप्लायर में बहुत कम अंतर होता है। दोनों रूपों में, दो भेद प्रवर्धक चरण एमिटर-युग्मित ट्रांजिस्टर जोड़े (Q1/Q4, Q3/Q5) द्वारा बनाए जाते हैं, जिनके आउटपुट विपरीत चरणों के साथ जुड़े होते हैं (धाराओं का योग)। इन एम्पलीफायर चरणों के उत्सर्जक जंक्शनों को तीसरे अंतर जोड़ी (Q2/Q6) के संग्राहकों द्वारा भरा जाता है। Q2/Q6 की आउटपुट धाराएं अंतर एम्पलीफायरों के लिए उत्सर्जक धाराएं बन जाती हैं। सरलीकृत रूप से, एक व्यक्तिगत ट्रांजिस्टर का आउटपुट करंट i_c=g_m v_be द्वारा दिया जाता है। इसका पारगमन g_m (T=300 k पर) लगभग g_m=40 I_C है। इन समीकरणों को मिलाने से i_c=40 I_C v_be,lo मिलता है। हालाँकि, I_C यहाँ v_be,rf g_m,rf द्वारा पाया जाता है। इसलिए i_c=40 v_be,lo v_be,rf g_m,rf, जो कि v_be,lo और v_be,rf का गुणन है। इन दो अंतर चरणों के संयोजन से आउटपुट धाराएं चार-चतुर्थांश संचालन उत्पन्न करती हैं।

हालाँकि, गिल्बर्ट द्वारा आविष्कृत सेल में इन तस्वीरों में दो अतिरिक्त डायोड हैं। यह एक महत्वपूर्ण अंतर है, क्योंकि वे संबंधित अंतर (X) इनपुट करंट का लॉगरिदम इस तरह से उत्पन्न करते हैं कि अगले ट्रांजिस्टरों की घातीय विशेषताओं के परिणामस्वरूप इन इनपुट धाराओं का एक आदर्श पूर्ण गुणन शेष जोड़ी (Y) धाराओं के साथ होता है। यह अतिरिक्त डायोड सेल टोपोलॉजी आमतौर पर तब उपयोग की जाती है जब एक कम विरूपण वोल्टेज-नियंत्रित एम्पलीफायर (वीसीए) की आवश्यकता होती है। इस टोपोलॉजी का उपयोग आरएफ मिक्सर/मॉड्यूलेटर अनुप्रयोगों में कई कारणों से बहुत ही कम किया जाता है। एक कारण यह है कि इन बेसों के नियर-स्क्वायर तरंग ड्राइव संकेतों के कारण शीर्ष रैखिककृत कैस्कोड का रैखिकता लाभ न्यूनतम हो जाता है। बहुत उच्च आवृत्तियों पर, ड्राइव के तेज-धार वाले स्क्वायरवेव होने की संभावना कम होती है, जब रैखिककरण में कुछ लाभ हो सकता है।

आजकल, CMOS या BiCMOS सेल्स का उपयोग करके कार्यात्मक रूप से समान सर्किट का निर्माण किया जा सकता है।

1. ↑ Allen A. Sweet, Designing Bipolar Transistor Radio Frequency Integrated Circuits, Artech House, 2007, ISBN 1596931280 page 205
2. ↑ Jones, Howard E., "Dual output synchronous detector utilizing transistorized differential amplifiers" Archived 2023-05-17 at the वेबैक मशीन, U.S. patent 3,241,078A (filed: 18 June 1963 ; issued: 15 March 1966)
3. ↑ Gilbert, B. (December 1968). "A precision four-quadrant multiplier with subnanosecond response" (PDF). IEEE Journal of Solid-State Circuits. SC-3 (4): 353–365. डीओआइ:10.1109/JSSC.1968.1049924. मूल (PDF) से 2020-02-18 को पुरालेखित.