Analiza linii obciążenia tranzystora
Do tej pory omówiliśmy różne obszary działania tranzystora. Ale spośród wszystkich tych regionów stwierdziliśmy, że tranzystor działa dobrze w obszarze aktywnym i dlatego jest również nazywany jakolinear region. Wyjścia tranzystora to prąd kolektora i napięcia kolektora.
Charakterystyka wyjściowa
Biorąc pod uwagę charakterystykę wyjściową tranzystora, krzywa wygląda jak poniżej dla różnych wartości wejściowych.
Na powyższym rysunku charakterystyki wyjściowe są narysowane między prądem kolektora IC i napięcie kolektora VCE dla różnych wartości prądu bazowego IB. Są one tutaj brane pod uwagę dla różnych wartości wejściowych w celu uzyskania różnych krzywych wyjściowych.
Punkt operacyjny
Gdy weźmie się pod uwagę wartość maksymalnego możliwego prądu kolektora, ten punkt będzie obecny na osi Y, co jest niczym innym jak saturation point. Ponadto, gdy weźmie się pod uwagę wartość maksymalnego możliwego napięcia kolektora-emiter, punkt ten będzie obecny na osi X, która jestcutoff point.
Kiedy rysowana jest linia łącząca te dwa punkty, można ją nazwać jako Load line. Nazywa się to tak, ponieważ symbolizuje wyjście przy obciążeniu. Linia ta, gdy jest narysowana nad krzywą charakterystyki wyjściowej, styka się w punkcie zwanym asOperating point.
Ten punkt pracy jest również nazywany quiescent point lub po prostu Q-point. Takich punktów przecięcia może być wiele, ale punkt Q jest wybierany w taki sposób, że niezależnie od wahań sygnału AC tranzystor pozostaje w aktywnym obszarze. Można to lepiej zrozumieć na poniższym rysunku.
W celu uzyskania punktu Q należy narysować linię obciążenia. Tranzystor działa jak dobry wzmacniacz, gdy znajduje się w obszarze aktywnym i gdy jest zmuszony do pracy w punkcie Q, uzyskuje się wierne wzmocnienie.
Faithful amplificationto proces uzyskiwania pełnych porcji sygnału wejściowego poprzez zwiększenie siły sygnału. Dzieje się tak, gdy na jego wejściu podawany jest sygnał AC. Jest to omówione w tutorialu AMPLIFIERS.
Linia obciążenia DC
Gdy tranzystor jest poddany polaryzacji i na jego wejściu nie jest podawany żaden sygnał, linia obciążenia rysowana w takim stanie może być rozumiana jako DCstan: schorzenie. Tutaj nie będzie wzmocnienia, ponieważ nie ma sygnału. Obwód będzie taki, jak pokazano poniżej.
Wartość napięcia kolektora-emiter w dowolnym momencie będzie wynosić
$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$
Ponieważ V CC i R C są wartościami stałymi, powyższe jest równaniem pierwszego stopnia, a zatem będzie linią prostą na charakterystyce wyjściowej. Ta linia nosi nazwęD.C. Load line. Poniższy rysunek przedstawia linię obciążenia DC.
Aby otrzymać linię obciążenia, należy określić dwa punkty końcowe prostej. Niech te dwa punkty będą A i B.
Aby uzyskać A
Gdy napięcie kolektor emiter V CE = 0, prąd kolektora jest maksymalne i jest równa V CC / R C . Daje to maksymalną wartość V CE . Jest to pokazane jako
$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$
$$ 0 \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$
$$ I_ {C} \: = \: \ frac {V_ {CC}} {R_ {C}} $$
Daje to punkt A (OA = V CC / R C ) na osi prądu kolektora, pokazany na powyższym rysunku.
Aby uzyskać B.
Gdy prąd kolektora IC = 0, to napięcie kolektora emiter jest maksymalne i będzie równe VCC. Daje to maksymalną wartość IC. Jest to pokazane jako
$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$
$$ = \: V_ {CC} $$
(Ponieważ Ja C = 0)
Daje to punkt B, co oznacza (OB = V CC ) na osi napięcia kolektora-emiter pokazanej na powyższym rysunku.
W związku z tym ustaliliśmy zarówno punkt nasycenia, jak i punkt odcięcia i dowiedzieliśmy się, że linia obciążenia jest linią prostą. Tak więc można narysować linię obciążenia DC.
Znaczenie tego punktu pracy jest bardziej zrozumiałe, gdy na wejściu podawany jest sygnał AC. Zostanie to omówione w tutorialu AMPLIFIERS.