Analýza zatížení v obvodech BJT

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Zatím jsme studovali analýzu BJT v závislosti na úrovni β nad jejich odpovídajícími pracovní body (Q-bod) . V této diskusi zkontrolujeme, jak mohou dané podmínky obvodu pomoci při určování možného rozsahu provozních bodů nebo Q-bodů a při stanovení skutečného Q-bodu.

Co je analýza zatížení

V každém elektronickém systému bude zátěž působící na polovodičové zařízení obecně mít významný dopad na provozní bod nebo oblast činnosti zařízení.



Pokud se analýza provádí pomocí grafického výkresu, byli bychom schopni nakreslit přímku napříč charakteristikami zařízení pro stanovení aplikovaného zatížení. Průsečík linie zatížení s charakteristikami zařízení může být použit pro určení pracovního bodu nebo bodu Q zařízení. Tento druh analýzy je ze zjevných důvodů známý jako analýza zatížení.

Jak implementovat analýzu zatížení

Obvod zobrazený na následujícím obr. 4.11 (a) určuje výstupní rovnici, která poskytuje vztah mezi proměnnými IC a VCE, jak je uvedeno níže:



VCE = VCC - ICRC (4,12)

Alternativně výstupní charakteristiky tranzistoru, jak je znázorněno ve schématu (b) výše, také poskytují vztah mezi dvěma proměnnými IC a VCE.

To nám v podstatě pomáhá získat rovnici založenou na schématu zapojení a celou řadu charakteristik prostřednictvím grafického znázornění, které pracuje s podobnými proměnnými.

Společný výsledek z těchto dvou je stanoven, když jsou omezení, která definují, splněna současně.

Alternativně to lze chápat jako řešení dosažené ze dvou souběžných rovnic, kde jedna je nastavena pomocí schématu zapojení, zatímco druhá z charakteristik datového listu BJT.

Na obr. 4.11b vidíme charakteristiky IC vs VCE BJT, takže nyní jsme schopni překrýt přímku popsanou Eq (4.12) přes charakteristiky.

Nejjednodušší způsob trasování Eq (4.12) nad charakteristikami by mohl být proveden pravidlem, které říká, že jakákoli přímka je určena dvěma odlišnými body.

Výběrem IC = 0mA zjistíme, že vodorovná osa se stává přímkou, kde jeden z bodů zaujímá svoji pozici.

Také nahrazením IC = 0mA v Eq (4,12) získáme:

To určuje jeden z bodů pro přímku, jak je uvedeno na obr. 4.12 níže:

Pokud nyní zvolíme VCE = 0V, nastaví se svislá osa jako přímka, kde náš druhý bod zaujme svoji polohu. V této situaci nyní můžeme zjistit, že IC lze vyhodnotit následující rovnicí.

což lze jasně vidět na obr. 4.12.

Spojením dvou bodů určených Eqs. (4.13) a (4.14) může být nakreslena přímka podle rovnice 4.12.

Tato čára, jak je vidět na grafu Obr. 4.12, je rozpoznána jako zatížení protože je charakterizován zatěžovacím odporem RC.

Vyřešením stanovené úrovně IB by mohl být opraven skutečný Q-bod, jak je znázorněno na obr. 4.12

Pokud změníme velikost IB změnou hodnoty RB, zjistíme, že se Q-bod posune směrem nahoru nebo dolů přes linii zatížení, jak je znázorněno na obr. 4.13.


Pokud udržujeme konstantní VCC a měníme pouze hodnotu RC, zjistíme posunutí linie zatížení, jak je naznačeno na obr. 4.14.

Pokud udržujeme IB konstantní, zjistíme, že Q-bod mění svoji polohu, jak je uvedeno na stejném obrázku 4.14. A pokud udržujeme RC konstantní a měníme pouze VCC, vidíme pohybující se linii zatížení, jak je znázorněno na obr.

Řešení příkladu praktické analýzy zatížení

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




Předchozí: Ohmův zákon / Kirchhoffův zákon pomocí lineárních diferenciálních rovnic prvního řádu Další: Emitter-Stabilized BJT Bias Circuit