Analýza zaťaženia v obvodoch BJT

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Doteraz sme študovali BJT analýzu závislú od hladiny β nad ich zodpovedajúcimi prevádzkové body (bod Q) . V tejto diskusii sa pozrieme na to, ako môžu dané podmienky obvodu pomôcť pri určovaní možného rozsahu pracovných bodov alebo Q-bodov a pri určovaní skutočného Q-bodu.

Čo je analýza čiary zaťaženia

V ktoromkoľvek elektronickom systéme bude zaťaženie pôsobiace na polovodičové zariadenie všeobecne mať značný vplyv na prevádzkový bod alebo oblasť činnosti zariadenia.



Ak sa analýza vykonáva pomocou grafu, boli by sme schopní nakresliť čiaru cez charakteristiky zariadenia na stanovenie aplikovaného zaťaženia. Priesečník čiary zaťaženia s charakteristikami zariadenia možno použiť na určenie bodu činnosti alebo bodu Q zariadenia. Tento druh analýzy je zo zjavných dôvodov známy ako analýza zaťaženia.

Ako implementovať analýzu čiary zaťaženia

Obvod znázornený na nasledujúcom obrázku 4.11 (a) určuje výstupnú rovnicu, ktorá poskytuje vzťah medzi premennými IC a VCE, ako je uvedené nižšie:



VCE = VCC - ICRC (4,12)

Výstupné charakteristiky tranzistora, ako je znázornené na schéme (b) vyššie, tiež poskytujú vzťah medzi dvoma premennými IC a VCE.

To nám v podstate pomáha získať rovnicu a celý rad charakteristík pomocou grafického znázornenia, ktoré pracuje s podobnými premennými.

Spoločný výsledok z týchto dvoch opatrení sa stanoví, keď sa nimi definované obmedzenia splnia súčasne.

Alternatívne to možno chápať ako riešenie dosiahnuté z dvoch súbežných rovníc, kde jedna je nastavená pomocou schémy zapojenia, zatiaľ čo druhá z charakteristík údajového listu BJT.

Na obr. 4.11b vidíme charakteristiky IC vs VCE BJT, takže teraz sme schopní superponovať na charakteristiky priamku opísanú Eq (4.12).

Najjednoduchšiu metódu sledovania Eq (4.12) nad charakteristikami je možné vykonať pomocou pravidla, ktoré hovorí, že ľubovoľná priamka je určená dvoma odlišnými bodmi.

Výberom IC = 0mA zistíme, že z vodorovnej osi sa stáva čiara, kde jeden z bodov zaujme svoju pozíciu.

Tiež nahradením IC = 0mA v Eq (4,12) dostaneme:

Toto určuje jeden z bodov priamky, ako je to znázornené na obrázku 4.12 nižšie:

Teraz, ak zvolíme VCE = 0V, nastaví sa tým zvislá os ako čiara, kde zaujme pozíciu náš druhý bod. V tejto situácii teraz môžeme zistiť, že IC je možné vyhodnotiť pomocou nasledujúcej rovnice.

čo je jasne vidieť na obr. 4.12.

Spojením dvoch bodov určených rovnicami. (4.13) a (4.14) je možné nakresliť rovnú čiaru podľa rovnice 4.12.

Táto čiara, ako je vidieť na grafe Obr. 4.12, je rozpoznaná ako záťažová čiara pretože je charakterizovaný záťažovým rezistorom RC.

Riešením stanovenej úrovne IB by sa mohol opraviť skutočný bod Q, ako je znázornené na obr. 4.12

Ak zmeníme veľkosť IB zmenou hodnoty RB, zistíme, že sa bod Q posúva smerom nahor alebo nadol cez čiaru zaťaženia, ako je znázornené na obrázku 4.13.


Ak udržujeme konštantnú hodnotu VCC a zmeníme iba hodnotu RC, zistíme posunutie čiary zaťaženia, ako je to znázornené na obr. 4.14.

Ak ponecháme IB konštantnú, zistíme, že bod Q mení svoju polohu, ako je to znázornené na rovnakom obrázku 4.14. A ak udržujeme konštantnú hodnotu RC a meníme iba VCC, vidíme, že sa záťažová čiara pohybuje, ako je znázornené na obrázku 4.15

Riešenie praktického príkladu analýzy čiary zaťaženia

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




Predchádzajúci: Ohmov zákon / Kirchhoffov zákon využívajúci lineárne diferenciálne rovnice prvého rádu Ďalej: Emitter-Stabilized BJT Bias Circuit