Analiza liniei de încărcare în circuitele BJT

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Până acum am studiat analiza BJT dependentă de nivelul β peste corespondența lor puncte de operare (punct Q) . În această discuție vom verifica cum un anumit circuit poate ajuta la determinarea intervalului posibil de puncte de operare sau puncte Q și la stabilirea punctului Q real.

Ce este analiza liniei de încărcare

În orice sistem electronic, sarcina aplicată pe un dispozitiv semiconductor va produce în general un impact semnificativ asupra punctului de funcționare sau regiunii de funcționare a unui dispozitiv.



Dacă o analiză se efectuează printr-un desen grafic, am putea să trasăm o linie dreaptă pe caracteristicile dispozitivului pentru stabilirea sarcinii aplicate. Intersecția liniei de încărcare cu caracteristicile dispozitivului poate fi utilizată pentru determinarea punctului de funcționare sau a punctului Q al dispozitivului. Acest tip de analiză este, din motive aparente, cunoscut sub numele de analiza liniei de încărcare.

Cum se implementează analiza liniei de încărcare

Circuitul prezentat în următoarea figură 4.11 (a) determină o ecuație de ieșire care oferă o relație între variabilele IC și VCE așa cum se arată mai jos:



VCE = VCC - CICR (4.12)

Alternativ, caracteristicile de ieșire ale tranzistorului, așa cum se arată în diagrama (b) de mai sus, oferă, de asemenea, relația dintre cele două variabile IC și VCE.

Acest lucru ne ajută în esență să obținem o ecuație bazată pe diagrama de circuit și o gamă de caracteristici printr-o reprezentare grafică care funcționează cu variabile similare.

Rezultatul comun din cele două este stabilit atunci când constrângerile definite de acestea sunt îndeplinite simultan.

Alternativ, aceasta poate fi înțeleasă ca soluții realizate din două ecuații concurente, unde una este configurată cu ajutorul schemei de circuit, în timp ce cealaltă din caracteristicile fișei tehnice BJT.

În Fig. 4.11b putem vedea caracteristicile IC vs VCE ale BJT, așa că acum suntem capabili să suprapunem o linie dreaptă descrisă de Eq (4.12) peste caracteristici.

Cea mai ușoară metodă de urmărire a ecuației (4.12) peste caracteristici ar putea fi executată de regula care spune că orice linie dreaptă este determinată de două puncte distincte.

Prin selectarea IC = 0mA, găsim că axa orizontală devine linia în care unul dintre puncte își ia poziția.

De asemenea, prin înlocuirea IC = 0mA în ecuația (4.12) obținem:

Aceasta determină unul dintre punctele pentru linia dreaptă, așa cum este indicat în fig 4.12 de mai jos:

Acum, dacă alegem VCE = 0V, aceasta configurează axa verticală ca linia în care al doilea punct își ia poziția. Cu această situație, acum putem descoperi că IC poate fi evaluat prin următoarea ecuație.

care poate fi clar văzut în Fig. 4.12.

Prin conectarea celor două puncte determinate de ecuații. (4.13) și (4.14), ar putea fi trasată o linie dreaptă stabilită de ecuația 4.12.

Această linie, așa cum se vede în graficul Fig 4.12, este recunoscută ca fiind linia de încărcare întrucât se caracterizează prin rezistența de sarcină RC.

Rezolvând nivelul stabilit de IB, punctul Q real ar putea fi fixat așa cum se arată în Fig 4.12

Dacă variați magnitudinea IB prin variația valorii RB, vom găsi punctul Q se deplasează în sus sau în jos de-a lungul liniei de sarcină, așa cum este prezentat în Fig. 4.13.


Dacă menținem un VCC constant și schimbăm doar valoarea RC, vom găsi că linia de încărcare se schimbă așa cum este indicat în Fig 4.14.

Dacă menținem IB constant, găsim punctul Q schimbându-i poziția așa cum este indicat în aceeași figură 4.14. Și dacă păstrăm RC constant și modificăm doar VCC, vedem linia de încărcare în mișcare așa cum este prezentat în Fig 4.15

Rezolvarea unui exemplu practic de analiză a liniei de încărcare

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




Precedent: Legea lui Ohm / Legea lui Kirchhoff folosind ecuații diferențiale liniare de prim ordin Următorul: Circuitul de polarizare BJT stabilizat de emițător