트랜지스터 부하 라인 분석
지금까지 우리는 트랜지스터의 다양한 작동 영역에 대해 논의했습니다. 그러나이 모든 영역 중에서 트랜지스터가 활성 영역에서 잘 작동한다는 것을 발견했습니다.linear region. 트랜지스터의 출력은 콜렉터 전류와 콜렉터 전압입니다.
출력 특성
트랜지스터의 출력 특성을 고려할 때 다른 입력 값에 대한 곡선은 아래와 같습니다.
위 그림에서 출력 특성은 콜렉터 전류 사이에 그려집니다. IC 및 컬렉터 전압 VCE 다른 값의베이스 전류 IB. 다른 출력 곡선을 얻기 위해 다른 입력 값에 대해 여기에서 고려됩니다.
로드 라인
가능한 최대 컬렉터 전류 값을 고려할 때 해당 지점은 Y 축에 표시됩니다. Saturation point. 또한 가능한 최대 컬렉터 이미 터 전압 값을 고려하면 해당 지점이 X 축에 표시됩니다.Cutoff point.
이 두 점을 연결하는 선을 그릴 때 이러한 선은 다음과 같이 호출 할 수 있습니다. Load line. 이것은 부하에서 출력을 상징하기 때문에 호출됩니다. 이 선은 출력 특성 곡선 위에 그려 질 때 다음과 같은 지점에서 접촉합니다.Operating point 또는 quiescent point 또는 간단히 Q-point.
부하 선의 개념은 다음 그래프에서 이해할 수 있습니다.
하중 선은 포화 점과 절단 점을 결합하여 그려집니다. 이 둘 사이에있는 영역은linear region. 트랜지스터는이 선형 영역에서 좋은 증폭기 역할을합니다.
이 부하 선은 트랜지스터에 DC 바이어스가 주어질 때만 그려 지지만 no input 신호가 적용되면 이러한 부하 라인은 DC load line. 조건 하에서 그려진 하중 선은input signal DC 전압이 적용됨에 따라 이러한 라인을 AC load line.
DC 부하 라인
트랜지스터에 바이어스가 주어지고 입력에 신호가 적용되지 않으면 이러한 조건에서 그려진 부하 라인은 다음과 같이 이해 될 수 있습니다. DC질환. 여기에는 증폭이 없습니다.signal is absent. 회로는 다음과 같습니다.
주어진 시간에 콜렉터 이미 터 전압의 값은
$$ V_ {CE} = V_ {CC}-I_C R_C $$
V CC 및 R C 는 고정 값이므로 위의 것은 1 차 방정식이므로 출력 특성에 대한 직선이됩니다. 이 라인은D.C. Load line. 아래 그림은 DC 부하 라인을 보여줍니다.
하중 선을 얻으려면 직선의 두 끝점을 결정해야합니다. 이 두 점을 A와 B로 둡니다.
A를 얻으려면
콜렉터 전압 V 방출기 때 CE = 0, 콜렉터 전류가 최대이고, V 같다 CC / R C . 이것은 V CE 의 최대 값을 제공합니다 . 이것은 다음과 같이 표시됩니다.
$$ V_ {CE} = V_ {CC}-I_C R_C $$
$$ 0 = V_ {CC}-I_C R_C $$
$$ I_C = V_ {CC} / R_C $$
이것은 위의 그림과 같이 콜렉터 전류 축의 점 A (OA = V CC / R C )를 제공합니다.
B를 얻으려면
콜렉터 전류 I C = 0이면 콜렉터 이미 터 전압이 최대이고 V CC와 같습니다 . 이것은 I C 의 최대 값을 제공합니다 . 이것은 다음과 같이 표시됩니다.
$$ V_ {CE} = V_ {CC}-I_C R_C $$
$$ = V_ {CC} $$
(AS I C = 0)
이것은 위의 그림에 표시된 컬렉터 이미 터 전압 축에서 (OB = V CC ) 를 의미하는 지점 B를 제공합니다 .
따라서 우리는 포화 점과 차단 점을 모두 결정했고 하중 선이 직선이라는 것을 알게되었습니다. 따라서 DC 부하 선을 그릴 수 있습니다.
AC 부하 라인
앞에서 설명한 DC 부하 라인은 AC 전압이 적용되지 않을 때 콜렉터 전류 및 전압의 변화를 분석합니다. AC 부하 라인은 피크 대 피크 전압 또는 주어진 증폭기에 대해 가능한 최대 출력 스윙을 제공합니다.
이해를 돕기 위해 CE 증폭기의 AC 등가 회로를 고려할 것입니다.
위 그림에서
$$ V_ {CE} = (R_C // R_1) \ times I_C $$
$$ r_C = R_C // R_1 $$
트랜지스터가 증폭기로 작동하려면 활성 영역에 있어야합니다. 정지 점은 최대 입력 신호 편위가 음수 및 양수 반주기 모두에서 대칭이되도록 선택됩니다.
그 후,
$ V_ {max} = V_ {CEQ} $ 및 $ V_ {min} = -V_ {CEQ} $
여기서 V CEQ 는 정지 점에서의 이미 터-컬렉터 전압입니다.
다음 그래프는 포화 지점과 차단 지점 사이에 그려진 AC 부하 선을 나타냅니다.
위의 그래프에서 포화 지점의 전류 IC는
$$ I_ {C (토)} = I_ {CQ} + (V_ {CEQ} / r_C) $$
컷오프 지점 의 전압 V CE 는
$$ V_ {CE (꺼짐)} = V_ {CEQ} + I_ {CQ} r_C $$
즉 대한 대응 V 따라서, 최대 전류 CEQ = V CEQ은 / (R C // R 1 )은
$$ I_ {CQ} = I_ {CQ} * (R_C // R_1) $$
따라서 무부하 전류를 추가하면 AC 부하 라인의 끝 점이
$$ I_ {C (sat)} = I_ {CQ} + V_ {CEQ} / (R_C // R_1) $$
$$ V_ {CE (꺼짐)} = V_ {CEQ} + I_ {CQ} * (R_C // R_1) $$
AC 및 DC 부하 라인
AC 및 DC 부하 라인을 그래프로 표시하면 동일하지 않음을 알 수 있습니다. 이 두 선은 모두Q-point 또는 quiescent point. AC 부하 라인의 끝점은 포화 및 차단 지점입니다. 이것은 아래 그림에서 이해됩니다.
위의 그림에서 기저 전류 IB의 값이 10mA 일 때 정지 점 (어두운 점)이 얻어지는 것을 알 수 있습니다. 이것은 AC 및 DC 부하 라인이 교차하는 지점입니다.
다음 장에서 우리는 quiescent point 아니면 그 operating point 상세히.