จุดปฏิบัติการ

เมื่อลากเส้นเข้ากับความอิ่มตัวและตัดจุดสามารถเรียกเส้นดังกล่าวได้ว่า Load line. เส้นนี้เมื่อลากผ่านเส้นโค้งลักษณะเอาต์พุตจะทำให้เกิดการติดต่อที่จุดที่เรียกว่าOperating point.

จุดปฏิบัติการนี้เรียกอีกอย่างว่า quiescent point หรือเพียงแค่ Q-point. อาจมีจุดตัดกันหลายจุด แต่จุด Q ถูกเลือกในลักษณะที่ไม่คำนึงถึงการแกว่งของสัญญาณ AC ทรานซิสเตอร์จะยังคงอยู่ในพื้นที่ที่ใช้งานอยู่

กราฟต่อไปนี้แสดงวิธีแสดงจุดปฏิบัติการ

จุดปฏิบัติงานไม่ควรถูกรบกวนเนื่องจากควรคงที่เพื่อให้ได้การขยายที่ดี ดังนั้นจุดนิ่งหรือจุด Q คือค่าที่Faithful Amplification จะประสบความสำเร็จ.

การขยายที่ซื่อสัตย์

กระบวนการเพิ่มความแรงของสัญญาณเรียกว่า as Amplification. การขยายนี้เมื่อทำโดยไม่มีการสูญเสียใด ๆ ในส่วนประกอบของสัญญาณเรียกว่า asFaithful amplification.

Faithful amplificationเป็นกระบวนการในการรับส่วนที่สมบูรณ์ของสัญญาณอินพุตโดยการเพิ่มความแรงของสัญญาณ สิ่งนี้จะทำได้เมื่อใช้สัญญาณ AC ที่อินพุต

ในกราฟด้านบนสัญญาณอินพุตที่ใช้จะได้รับการขยายและสร้างซ้ำอย่างสมบูรณ์โดยไม่มีการสูญเสียใด ๆ สิ่งนี้สามารถเข้าใจได้ว่าFaithful Amplification.

จุดปฏิบัติการได้รับการคัดเลือกให้อยู่ใน active region และช่วยในการสร้างสัญญาณที่สมบูรณ์โดยไม่มีการสูญเสียใด ๆ

หากถือว่าจุดปฏิบัติการใกล้ถึงจุดอิ่มตัวการขยายสัญญาณจะอยู่ภายใต้

หากถือว่าจุดการทำงานอยู่ใกล้จุดตัดการขยายสัญญาณจะอยู่ภายใต้

ดังนั้นการจัดวางจุดปฏิบัติการจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่จะทำให้เกิดการขยายสัญญาณที่น่าเชื่อถือ แต่เพื่อให้ทรานซิสเตอร์ทำงานได้อย่างถูกต้องในฐานะแอมพลิฟายเออร์วงจรอินพุต (กล่าวคือทางแยกตัวปล่อยฐาน) จะยังคงเอนเอียงไปข้างหน้าและวงจรเอาท์พุตของมัน (เช่นทางแยกฐานตัวสะสม) จะยังคงเอนเอียงแบบย้อนกลับ

สัญญาณขยายจึงมีข้อมูลเดียวกันกับสัญญาณอินพุตในขณะที่ความแรงของสัญญาณจะเพิ่มขึ้น

ปัจจัยสำคัญสำหรับการขยายความซื่อสัตย์

เพื่อให้แน่ใจว่ามีการขยายที่ดีต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขพื้นฐานต่อไปนี้

• ตัวเก็บสัญญาณศูนย์ที่เหมาะสมในปัจจุบัน
• แรงดันไฟฟ้าฐานต่ำสุดที่เหมาะสม (V _BE ) ในทันที
• แรงดันไฟฟ้าตัวสะสม - ตัวปล่อยขั้นต่ำที่เหมาะสม (V _CE ) ในทันที

การปฏิบัติตามเงื่อนไขเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าทรานซิสเตอร์ทำงานเหนือพื้นที่ที่ใช้งานอยู่โดยมีอินพุตไปข้างหน้าแบบเอนเอียงและเอนเอียงย้อนกลับเอาต์พุต

ปัจจุบันตัวเก็บสัญญาณศูนย์ที่เหมาะสม

เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งนี้ให้เราพิจารณาวงจรทรานซิสเตอร์ NPN ดังแสดงในรูปด้านล่าง ทางแยกตัวส่งสัญญาณฐานจะเอนเอียงไปข้างหน้าและทางแยกตัวเก็บรวบรวม - ตัวปล่อยกลับลำเอียง เมื่อสัญญาณถูกนำไปใช้ที่อินพุตทางแยกฐานปล่อยของทรานซิสเตอร์ NPN จะเอนเอียงไปข้างหน้าสำหรับครึ่งรอบบวกของอินพุตและด้วยเหตุนี้จึงปรากฏที่เอาต์พุต

สำหรับครึ่งรอบที่เป็นลบทางแยกเดียวกันจะได้รับความเอนเอียงแบบย้อนกลับและด้วยเหตุนี้วงจรจึงไม่ดำเนินการ นี่นำไปสู่unfaithful amplification ดังแสดงในรูปด้านล่าง

ตอนนี้ให้เราแนะนำแบตเตอรี่ V _BBในวงจรฐาน ขนาดของแรงดันไฟฟ้านี้ควรเป็นเช่นที่ทางแยกของตัวปล่อยฐานของทรานซิสเตอร์ควรอยู่ในแนวเอนเอียงไปข้างหน้าแม้ว่าสัญญาณอินพุตครึ่งรอบที่เป็นลบก็ตาม เมื่อไม่มีสัญญาณอินพุตถูกนำไปใช้เป็นกระแสตรงไหลในวงจรเนื่องจาก V BB นี้เรียกว่าzero signal collector currentฉันC

ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นบวกของอินพุททางแยกของตัวปล่อยฐานจะเอนเอียงไปข้างหน้ามากขึ้นและด้วยเหตุนี้กระแสของตัวสะสมจึงเพิ่มขึ้น ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบของอินพุตทางแยกอินพุตจะเอนเอียงไปข้างหน้าน้อยลงและด้วยเหตุนี้กระแสของตัวสะสมจะลดลง ดังนั้นทั้งสองรอบของอินพุตจึงปรากฏในเอาต์พุตและด้วยเหตุนี้faithful amplification ผลลัพธ์ดังแสดงในรูปด้านล่าง

ดังนั้นสำหรับการขยายที่ซื่อสัตย์กระแสตัวรวบรวมสัญญาณศูนย์ที่เหมาะสมจะต้องไหล ค่าของกระแสตัวรวบรวมสัญญาณศูนย์ควรมีค่าอย่างน้อยเท่ากับกระแสตัวรวบรวมสูงสุดเนื่องจากสัญญาณเพียงอย่างเดียว

V _BEขั้นต่ำที่เหมาะสมในทันที

ฐานต่ำสุดของแรงดันไฟฟ้าตัวปล่อย V _BEควรมากกว่าแรงดันไฟฟ้าตัดสำหรับทางแยกที่จะเอนเอียงไปข้างหน้า แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับทรานซิสเตอร์ซิลิกอนในการดำเนินการคือ 0.7v และสำหรับทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมในการดำเนินการคือ 0.5v ถ้าแรงดันไฟฟ้าตัวปล่อยฐาน V _BEมากกว่าแรงดันไฟฟ้านี้อุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นจะถูกเอาชนะและด้วยเหตุนี้กระแสฐานและกระแสของตัวสะสมจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ดังนั้นหาก V _BEลดลงต่ำสำหรับส่วนใดส่วนหนึ่งของสัญญาณอินพุตส่วนนั้นจะถูกขยายให้น้อยลงเนื่องจากกระแสของตัวเก็บรวบรวมขนาดเล็กที่เป็นผลลัพธ์ซึ่งส่งผลให้เกิดการขยายที่ไม่ซื่อสัตย์

V _CEขั้นต่ำที่เหมาะสมในทันที

เพื่อให้ได้การขยายที่ซื่อสัตย์แรงดันตัวปล่อยสะสม V _CEไม่ควรต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าตัดซึ่งเรียกว่าเป็นKnee Voltage. ถ้า V _CEน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าที่หัวเข่าทางแยกฐานตัวเก็บรวบรวมจะไม่เอนเอียงย้อนกลับอย่างถูกต้อง จากนั้นตัวเก็บรวบรวมไม่สามารถดึงดูดอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากตัวปล่อยและพวกมันจะไหลไปยังฐานซึ่งจะเพิ่มกระแสพื้นฐาน ดังนั้นค่าของβจึงตก

ดังนั้นหาก V _CEต่ำสำหรับส่วนใดส่วนหนึ่งของสัญญาณอินพุตส่วนนั้นจะถูกคูณให้น้อยลงส่งผลให้เกิดการขยายที่ไม่ซื่อสัตย์ ดังนั้นหาก V _CEมีค่ามากกว่า V _KNEEการแยกฐานตัวเก็บรวบรวมจะมีความเอนเอียงย้อนกลับอย่างเหมาะสมและค่าของβจะคงที่ส่งผลให้เกิดการขยายที่ซื่อสัตย์