Kuormituslinjan analyysi BJT-piireissä

Kuormituslinjan analyysi BJT-piireissä

Toistaiseksi olemme tutkineet BJT-analyysiä riippuen β: n tasosta niiden vastaavien yli toimintapisteet (Q-piste) . Tässä keskustelussa tarkastelemme, kuinka tietyt piiriolosuhteet voivat auttaa määrittämään mahdollisen toimintapisteiden tai Q-pisteiden alueen ja määrittämään todellisen Q-pisteen.



Mikä on Load Line -analyysi

Missä tahansa elektronisessa järjestelmässä puolijohdelaitteelle kohdistettu kuorma aiheuttaa yleensä merkittävän vaikutuksen laitteen toimintapisteeseen tai toiminta-alueeseen.

Jos analyysi suoritetaan graafisen piirustuksen avulla, pystymme piirtämään suoran viivan laitteen ominaisuuksien yli sovelletun kuorman määrittämiseksi. Kuormituslinjan ja laitteen ominaisuuksien leikkauspistettä voidaan käyttää laitteen toimintapisteen tai Q-pisteen määrittämiseen. Tällainen analyysi tunnetaan ilmeisistä syistä kuormituslinjan analyysinä.





Kuinka toteuttaa kuorma-analyysi

Seuraavassa kuvassa 4.11 (a) esitetty piiri määrittää lähtöyhtälön, joka tarjoaa suhteen muuttujien IC ja VCE välillä alla esitetyllä tavalla:

VCE = VCC - ICRC (4.12)



Vaihtoehtoisesti transistorin lähtöominaisuudet, kuten yllä olevassa kaaviossa (b) on esitetty, tarjoavat myös kahden muuttujan IC ja VCE välisen suhteen.

Tämä auttaa meitä pääsääntöisesti saamaan piirikaavioon perustuvan yhtälön ja joukon ominaisuuksia graafisen esityksen avulla, joka toimii samankaltaisten muuttujien kanssa.

Näiden kahden yhteinen tulos saadaan aikaan, kun niiden määrittelemät rajoitukset täyttyvät samanaikaisesti.

Vaihtoehtoisesti tämä voidaan ymmärtää ratkaisuina, jotka saavutetaan kahdesta samanaikaisesta yhtälöstä, joista toinen muodostetaan piirikaavion avulla, kun taas toinen BJT-tietolomakkeen ominaisuuksista.

Kuvassa 4.11b näemme BJT: n ominaisuudet IC vs VCE, joten nyt voimme asettaa päällekkäisen suoran, jonka Eq (4.12) kuvaa, ominaisuuksien päälle.

Helpoin tapa jäljittää yhtälö (4.12) ominaisuuksien yli voidaan suorittaa säännön mukaan, jonka mukaan mikä tahansa suora määritetään kahdella erillisellä pisteellä.

Valitsemalla IC = 0mA löydämme, että vaaka-akselista tulee linja, jossa yksi pisteistä ottaa paikkansa.

Myös korvaamalla IC = 0mA Eq: ssä (4.12) saamme:

Tämä määrittää yhden suoran pisteistä, kuten alla olevassa kuvassa 4.12 on esitetty:

Jos nyt valitsemme VCE = 0V, tämä asettaa pystysuoran akselin viivaksi, jonne toinen pisteemme tulee. Tässä tilanteessa voimme nyt havaita, että IC voidaan arvioida seuraavalla yhtälöllä.

mikä näkyy selvästi kuvassa 4.12.

Yhdistämällä kaksi pistettä, jotka määritetään yhtälöillä. (4.13) ja (4.14), yhtälön 4.12 määrittelemä suora viiva voitaisiin piirtää.

Tämä kaavio Kuvassa 4.12 nähty viiva tunnistetaan viivaksi kuormituslinja koska sille on tunnusomaista kuormitusvastus RC.

Ratkaisemalla vakiintunut IB-taso, todellinen Q-piste voidaan korjata kuvan 4.12 mukaisesti

Jos vaihdamme IB: n suuruutta vaihtelemalla RB-arvoa, löydämme Q-pisteen siirtymät ylös- tai alaspäin kuormitusviivan yli, kuten kuvassa 4.13 on esitetty.


Jos ylläpidämme vakio-VCC: tä ja muutamme vain RC: n arvoa, havaitsemme kuormituslinjan siirtyvän kuvan 4.14 mukaisesti.

Jos pidämme IB: n vakiona, havaitsemme, että Q-piste muuttaa sijaintiaan samassa kuvassa 4.14 esitetyllä tavalla. Ja jos pidämme RC vakiona ja vaihtelemme vain VCC: tä, näemme kuormitusviivan liikkuvan kuten kuvassa 4.15 on esitetty

Käytännön kuormitusanalyysin esimerkin ratkaiseminen

Viite: https://fi.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)




Edellinen: Ohmin laki / Kirchhoffin laki käyttäen lineaarisia ensimmäisen asteen differentiaaliyhtälöitä Seuraava: Emitterivakaa BJT-biaspiiri