Анализ линии нагрузки транзисторов
До сих пор мы обсуждали различные области работы транзистора. Но среди всех этих областей мы обнаружили, что транзистор хорошо работает в активной области, и поэтому его также называютlinear region. Выходы транзистора - это ток коллектора и напряжения коллектора.
Выходные характеристики
Когда рассматриваются выходные характеристики транзистора, кривая для различных входных значений выглядит так, как показано ниже.
На приведенном выше рисунке выходные характеристики показаны между током коллектора IC и напряжение коллектора VCE для разных значений базового тока IB. Здесь они рассматриваются для разных входных значений, чтобы получить разные выходные кривые.
Рабочая точка
Когда рассматривается значение максимально возможного тока коллектора, эта точка будет присутствовать на оси Y, которая представляет собой не что иное, как saturation point. Кроме того, когда рассматривается значение максимально возможного напряжения коллектор-эмиттер, эта точка будет присутствовать на оси X, которая являетсяcutoff point.
Когда проводится линия, соединяющая эти две точки, такую линию можно назвать Load line. Это называется так, потому что символизирует выход при нагрузке. Эта линия, проведенная над кривой выходной характеристики, соприкасается с точкой, называемойOperating point.
Эта рабочая точка также называется quiescent point или просто Q-point. Таких точек пересечения может быть много, но точка Q выбрана таким образом, что независимо от размаха сигнала переменного тока транзистор остается в активной области. Это можно лучше понять из рисунка ниже.
Чтобы получить точку Q, необходимо провести линию нагрузки. Транзистор действует как хороший усилитель, когда он находится в активной области, а когда он настроен на работу в точке Q, достигается точное усиление.
Faithful amplificationэто процесс получения полных частей входного сигнала путем увеличения мощности сигнала. Это происходит, когда на его вход подается сигнал переменного тока. Это обсуждается в руководстве по усилителям.
Линия нагрузки постоянного тока
Когда на транзистор подается напряжение смещения и на его вход не подается сигнал, линию нагрузки, нарисованную в таком состоянии, можно понимать как DCсостояние. Здесь усиления не будет, так как сигнал отсутствует. Схема будет такой, как показано ниже.
Значение напряжения коллектор-эмиттер в любой момент времени будет
$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$
Поскольку V CC и R C являются фиксированными значениями, приведенное выше уравнение является уравнением первой степени и, следовательно, будет прямой линией на выходных характеристиках. Эта линия называетсяD.C. Load line. На рисунке ниже показана линия нагрузки постоянного тока.
Чтобы получить линию нагрузки, необходимо определить две конечные точки прямой. Пусть эти две точки будут A и B.
Чтобы получить A
Когда напряжение коллектор - эмиттер V CE = 0, ток коллектора максимален и равен V CC / R C . Это дает максимальное значение V CE . Это показано как
$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$
$$ 0 \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$
$$ I_ {C} \: = \: \ frac {V_ {CC}} {R_ {C}} $$
Это дает точку A (OA = V CC / R C ) на оси тока коллектора, показанную на рисунке выше.
Чтобы получить B
Когда ток коллектора IC = 0, то напряжение коллектора-эмиттера максимальное и будет равно VCC. Это дает максимальное значение IC. Это показано как
$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$
$$ = \: V_ {CC} $$
(Поскольку I C = 0)
Это дает точку B, которая означает (OB = V CC ) на оси напряжения коллектор-эмиттер, показанной на рисунке выше.
Таким образом, мы определили как точку насыщения, так и точку отсечки, и узнали, что линия нагрузки является прямой линией. Итак, можно нарисовать линию нагрузки постоянного тока.
Важность этой рабочей точки становится еще более понятной, когда на входе подается сигнал переменного тока. Это будет обсуждаться в руководстве по усилителям.