Анализ на товарната линия в BJT вериги

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Досега изучавахме BJT анализ в зависимост от нивото на β спрямо съответстващите им работни точки (Q-точка) . В тази дискусия ще проверим как дадените условия на веригата могат да помогнат при определяне на възможния обхват на работни точки или Q-точки и при установяване на действителната Q-точка.

Какво е анализ на товарната линия

Във всяка електронна система натоварването, приложено върху полупроводниково устройство, обикновено ще окаже значително въздействие върху точката на работа или региона на действие на устройството.



Ако анализът се извършва чрез графичен чертеж, ще можем да изчертаем права линия по характеристиките на устройството за установяване на приложеното натоварване. Пресичането на товарната линия с характеристиките на устройството може да се използва за определяне на точката на работа или Q-точката на устройството. Този вид анализ по очевидни причини е известен като анализ на товарната линия.

Как да приложим анализ на товарната линия

Схемата, показана на следващата фигура 4.11 (а), определя изходно уравнение, което осигурява връзка между променливите IC и VCE, както е показано по-долу:



VCE = VCC - ICRC (4.12)

Алтернативно, изходните характеристики на транзистора, както е показано на диаграмата (b) по-горе, също осигуряват връзката между двете променливи IC и VCE.

Това по същество ни помага да получим уравнение, базирано на верижна схема, и набор от характеристики чрез графично представяне, което работи с подобни променливи.

Общият резултат от двете се установява, когато определените от тях ограничения се изпълняват едновременно.

Като алтернатива това може да се разбира като решения, които се постигат от две едновременни уравнения, където едното се настройва с помощта на електрическата схема, а другото от характеристиките на листа с данни на BJT.

На фиг. 4.11b можем да видим характеристиките IC срещу VCE на BJT, така че сега сме в състояние да насложим права линия, описана от уравнението (4.12) върху характеристиките.

Най-лесният метод за проследяване на уравнение (4.12) върху характеристиките може да бъде изпълнен от правилото, което казва, че всяка права линия се определя от две различни точки.

Избирайки IC = 0mA, откриваме, че хоризонталната ос се превръща в линията, където една от точките заема своето положение.

Също така чрез заместване на IC = 0mA в уравнение (4.12) получаваме:

Това определя една от точките за права линия, както е показано на фиг. 4.12 по-долу:

Сега, ако изберем VCE = 0V, това задава вертикалната ос като линията, където втората ни точка заема позицията си. При тази ситуация сега можем да открием, че IC може да се оцени чрез следното уравнение.

което може да се види ясно на фиг. 4.12.

Чрез свързване на двете точки, както е определено от уравнения. (4.13) и (4.14) може да се направи права линия, установена от уравнение 4.12.

Тази линия, както се вижда на графиката Фиг. 4.12, се разпознава като товарна линия тъй като се характеризира с товарния резистор RC.

Чрез решаване на установеното ниво на IB, действителната Q-точка може да бъде фиксирана, както е показано на фиг. 4.12

Ако променяме величината на IB, като променяме стойността на RB, ще открием, че Q-точката се измества нагоре или надолу през товарната линия, както е показано на фиг. 4.13.


Ако поддържаме постоянен VCC и променяме само стойността на RC, ще открием, че товарната линия се измества, както е показано на фиг. 4.14.

Ако запазим IB постоянен, установяваме, че Q-точката променя позицията си, както е посочено на същата фигура 4.14. И ако поддържаме RC постоянна и варира само VCC, виждаме товарна линия да се движи, както е показано на фигура 4.15

Решаване на практически пример за анализ на товарната линия

Справка: https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)




Предишен: Законът на Ом / Законът на Кирхоф, използващ линейни диференциални уравнения от първи ред Напред: Стабилизирана от емитер BJT схема за отклонение