Линия нагрузки BJT:лучшее понимание функции

Линия нагрузки BJT или транзистор с биполярным переходом обеспечивает как электроны, так и электронные дырки в качестве носителей заряда. Это позволяло подавать небольшой ток на один из его выводов. Затем он может контролировать больший ток, протекающий между двумя клеммами. Устройства с этой функцией могут усиливать или переключать сигналы.

Линия нагрузки BJT представляет собой транзистор, который действует как переключатель для цифровой схемы. Он также работает как усилитель в аналоговых схемах. В целом, этот транзистор поможет вам включить или выключить переключатель.

Ниже мы рассмотрим различные типы линий нагрузки и способы определения точки Q на графике. А также дать ответ на дизайнерские решения, а также различные конструкции плат.

1. Что такое строка загрузки в BJT?

https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)#/media/File:Load_line_diode.png

(Линия нагрузки диода. Точка пересечения дает фактический ток и напряжение.)

Линия нагрузки — это прямая линия, отражающая выходные характеристики транзистора.

Вы представляете нелинейную электронную схему графически, чтобы определить ее линию нагрузки. Как показывает линия, нелинейные устройства, такие как диоды или транзисторы, могут накладывать ограничения на другие части схемы. наличие тока базы включит переход коллектор-эмиттер. В свою очередь, позволяя току коллектора проходить.

В линии нагрузки можно увидеть зависимость между током и напряжением в линейной части цепи и в контуре.

2. Линия нагрузки транзистора

https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)#/media/File:BJT_CE_load_line.svg

(Диаграмма грузовой линии)

Диаграмма линии нагрузки вверху предназначена для резистивной нагрузки в цепи с общим эмиттером. Он показывает, как резистор нагрузки коллектора RL ограничивает ток и напряжение в цепи. Для каждого значения Ibase индуктивный ток коллектора транзистора, IC, построен в зависимости от его напряжения на коллекторе, VCE. Пересечения линии нагрузки и кривых характеристик транзистора представляют собой значения схемных ограничений, IC и VCE при различных токах базы. Важно отметить, что место анализа грузовой марки и позиционирования находится в IC.

Если бы транзистор мог пропустить все доступные в настоящее время без падения напряжения на нем, ток коллектора был бы равен напряжению питания, VCC, более, RL. Именно в этой точке линия нагрузки пересекает вертикальную ось. Однако между коллектором и эмиттером всегда будет существовать некоторое напряжение, даже при насыщении.

Минимальный ток транзистора равен 0, когда линия нагрузки пересекает горизонтальную ось. В результате все напряжение питания выглядит как VCE, при этом ток утечки почти не проходит через транзистор.

3. Линии нагрузки постоянного и переменного тока

https://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor#/media/File:Semiconductor_outlines.jpg

(Контур полупроводника)

В полупроводниковых схемах вы добавляете входной сигнал переменного тока к постоянному, чтобы сместить нелинейный полупроводник в правильную рабочую точку, а постоянный ток помогает сместить нелинейный полупроводник. Можно использовать отдельные линии нагрузки для анализа постоянного и переменного тока.

Когда вы уменьшаете реактивные компоненты до нуля, линия нагрузки постоянного тока представляет собой эквивалентную схему постоянного тока. Это позволяет разомкнутым цепям заменить конденсаторы и коротким замыканиям заменить катушки индуктивности. Рабочая точка постоянного тока, также известная как точка Q, определяет правильную рабочую точку постоянного тока.

Создавая ток от линии нагрузки переменного тока через точку Q, можно определить рабочую точку постоянного тока. Эта линия представляет нагрузку переменного тока на устройстве, где наклон соответствует импедансу переменного тока, обращенному к устройству, который обычно отличается от сопротивления постоянному току.

По этой линии можно определить отношение напряжения переменного тока к току устройства.

4. Методы анализа грузовой линии BJT и анализ точек q

(Уравнение грузовой линии)

По пересечению линии нагрузки и характеристик устройства можно определить точку срабатывания или Q-точку. Этот тип анализа можно назвать анализом грузовой марки. Чтобы найти точку Q, вам нужно использовать закон напряжения Кирхгофа.

Анализ постоянного тока

Вам нужно будет сделать анализ DC, чтобы найти точку Q. Вы исключаете все источники переменного напряжения из анализа постоянного тока, поскольку источники переменного напряжения являются источниками переменного напряжения. Анализ постоянного тока фокусируется исключительно на источниках постоянного тока. Из-за их открытого характера вы удаляете все конденсаторы в цепях постоянного тока. Вы можете найти все компоненты до и после конденсаторов, включая резистор Rs в схеме транзистора. Это поможет диоду оставаться в активной области. Помните, что на базовом терминале нет входного сигнала.

Для проекта печатной платы:проектирование компоновки печатной платы позволяет высокоскоростной печатной плате функционировать в оптимальном режиме, но требует глубокого понимания целостности сигналов, основ целостности питания и передовых методов компоновки. Это поможет вам избежать наиболее дорогостоящих ошибок при проектировании вашей печатной платы.

Максимальное напряжение коллектор-эмиттер и максимальный ток коллектора

Чтобы решить эту часть уравнения, вам нужно посмотреть на ось напряжения коллектор-эмиттер. Если вы посмотрите на кривую области насыщения кривых коллектора, вы найдете максимальный ток коллектор-эмиттер в цепи. Пересечение кривой в точке среза области кривой коллектора покажет вам максимальное напряжение коллектор-эмиттер конкретной схемы, для которой вы делаете уравнение.

Поиск максимального симметричного выходного напряжения Swing

Если вы хотите найти максимальный симметричный размах выходного напряжения, вам нужно использовать линию нагрузки переменного тока и определить, насколько сильно IC отличается от фактической точки добротности перед границами линейных областей.

Взяв максимальный размах выходного тока и умножив его на резистивное сопротивление нагрузки, максимально возможный симметричный размах выходного напряжения будет максимальной потенциальной амплитудой выходного тока.

(Изменения точек Q при различных параметрах схемы)

Заключительные мысли

Подводя итог, линия нагрузки BJT также известна как транзистор с биполярным переходом. По оси Y отобразится максимальный ток коллектора. Другими словами, это точка насыщения. По оси X показано максимальное напряжение коллектор-эмиттер, когда для него вычисляется цифра.

Вы можете оптимизировать производительность активного устройства, если знаете, как правильно организовать уравнение. Вы можете посетить наш сайт, чтобы узнать больше.