Анализ линии нагрузки транзистора

До сих пор мы обсуждали различные области работы транзистора. Но среди всех этих областей мы обнаружили, что транзистор хорошо работает в активной области и, следовательно, он также называется линейной областью . Выходами транзистора являются ток коллектора и напряжение коллектора.

Выходные характеристики

При рассмотрении выходных характеристик транзистора кривая выглядит следующим образом для различных входных значений.

Выходные характеристики

На приведенном выше рисунке выходные характеристики показаны между током I C коллектора и напряжением V CE коллектора для различных значений базового тока I B. Они рассматриваются здесь 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 является ничем иным, как точкой насыщения . Кроме того, когда рассматривается значение максимально возможного напряжения эмиттера коллектора, эта точка будет присутствовать на оси X, которая является точкой отсечки .

Когда рисуется линия, соединяющая эти две точки, такую линию можно назвать линией загрузки . Это называется так, как он символизирует выход при нагрузке. Эта линия, проведенная над кривой выходной характеристики, соприкасается в точке, называемой рабочей точкой .

Эта рабочая точка также называется точкой покоя или просто Q-точкой . Таких точек пересечения может быть много, но точка Q выбирается таким образом, что независимо от размаха сигнала переменного тока, транзистор остается в активной области. Это может быть лучше понято через рисунок ниже.

Рабочая точка

Линия нагрузки должна быть проведена, чтобы получить Q-точку. Транзистор действует как хороший усилитель, когда он находится в активной области, и когда он настроен на работу в точке Q, достигается точное усиление.

Достоверное усиление - это процесс получения полных порций входного сигнала за счет увеличения уровня сигнала. Это делается, когда на его вход подается сигнал переменного тока. Это обсуждается в учебнике УСИЛИТЕЛЕЙ.

Линия нагрузки постоянного тока

Когда на транзистор подается смещение, и на его вход не подается сигнал, линия нагрузки, проведенная в таком состоянии, может пониматься как состояние постоянного тока . Здесь не будет усиления, так как сигнал отсутствует. Схема будет такой, как показано ниже.

Линия нагрузки постоянного тока

Значение напряжения эмиттера коллектора в любой момент времени будет

$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$

Поскольку V CC и R C являются фиксированными значениями, приведенное выше является уравнением первой степени и, следовательно, будет представлять собой прямую линию выходных характеристик. Эта линия называется линией нагрузки постоянного тока . На рисунке ниже показана линия нагрузки постоянного тока.

Характеристики

Чтобы получить линию нагрузки, необходимо определить две конечные точки прямой. Пусть эти две точки будут A и B.

Чтобы получить

Когда напряжение эмиттера коллектора V CE = 0, ток коллектора максимален и равен V CC / R C. Это дает максимальное значение V CE . Это показано как

$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$

$$ 0 \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$

$$ I_ {C}, \: = \: \ гидроразрыва {V_ {CC}} {R_ {C}} $$

Это дает точку A (OA = V CC / R C ) на оси тока коллектора, показанной на рисунке выше.

Для получения B

Когда ток коллектора IC = 0, тогда напряжение эмиттера коллектора максимально и будет равно VCC. Это дает максимальное значение IC. Это показано как

$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$

$$ = \: V_ {CC} $$

(Так как я с = 0)

Это дает точку B, которая означает (OB = V CC ) на оси напряжения эмиттера коллектора, показанной на рисунке выше.

Следовательно, мы определили как насыщенность, так и точку отсечки и узнали, что линия нагрузки - это прямая линия. Таким образом, линия нагрузки постоянного тока может быть проведена.

Важность этой рабочей точки более понятна, когда на вход подается сигнал переменного тока. Это будет обсуждаться в учебнике УСИЛИТЕЛЕЙ.