Μέχρι στιγμής μελετήσαμε την ανάλυση BJT που εξαρτάται από το επίπεδο του β πάνω από το αντίστοιχο σημεία λειτουργίας (σημείο Q) . Σε αυτήν τη συζήτηση θα ελέγξουμε πώς μπορούν να βοηθήσουν οι δεδομένες συνθήκες κυκλώματος στον προσδιορισμό του πιθανού εύρους σημείων λειτουργίας ή σημείων Q και στον καθορισμό του πραγματικού σημείου Q.

Τι είναι η ανάλυση γραμμής φόρτωσης

Σε οποιοδήποτε ηλεκτρονικό σύστημα το φορτίο που εφαρμόζεται σε μια συσκευή ημιαγωγών γενικά θα παράγει σημαντική επίδραση στο σημείο λειτουργίας ή στην περιοχή λειτουργίας μιας συσκευής.

Εάν μια ανάλυση πραγματοποιηθεί μέσω ενός γραφήματος, θα είμαστε σε θέση να σχεδιάσουμε ευθεία γραμμή στα χαρακτηριστικά της συσκευής για τον προσδιορισμό του εφαρμοζόμενου φορτίου. Η τομή της γραμμής φόρτωσης με τα χαρακτηριστικά της συσκευής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του σημείου λειτουργίας ή του σημείου Q της συσκευής. Αυτό το είδος ανάλυσης είναι, για προφανείς λόγους, γνωστό ως ανάλυση γραμμής φόρτωσης.

Τρόπος εφαρμογής ανάλυσης γραμμής φόρτωσης

Το κύκλωμα που φαίνεται στο παρακάτω Σχήμα 4.11 (a) καθορίζει μια εξίσωση εξόδου που παρέχει μια σχέση μεταξύ των μεταβλητών IC και VCE όπως φαίνεται παρακάτω:

VCE = VCC - ICRC (4.12)

Εναλλακτικά, τα χαρακτηριστικά εξόδου του τρανζίστορ όπως φαίνεται στο διάγραμμα (b) παραπάνω παρέχουν επίσης τη σχέση μεταξύ των δύο μεταβλητών IC και VCE.

Αυτό μας βοηθά ουσιαστικά να πάρουμε μια εξίσωση βασισμένη σε διάγραμμα κυκλώματος και μια σειρά χαρακτηριστικών μέσω μιας γραφικής παράστασης που λειτουργεί με παρόμοιες μεταβλητές.

Το κοινό αποτέλεσμα από τα δύο καθορίζεται όταν οι περιορισμοί που ορίζονται από αυτούς πληρούνται ταυτόχρονα.

Εναλλακτικά αυτό μπορεί να γίνει κατανοητό ως λύσεις που επιτυγχάνονται από δύο ταυτόχρονες εξισώσεις, όπου η μία ρυθμίζεται με τη βοήθεια του διαγράμματος κυκλώματος, ενώ η άλλη από τα χαρακτηριστικά του φύλλου δεδομένων BJT.

Στο Σχ. 4.11b μπορούμε να δούμε τα χαρακτηριστικά IC vs VCE του BJT, οπότε τώρα είμαστε σε θέση να υπερθέσουμε μια ευθεία γραμμή που περιγράφεται από το Eq (4.12) πάνω από τα χαρακτηριστικά.

Η ευκολότερη μέθοδος ανίχνευσης Eq (4.12) πάνω από τα χαρακτηριστικά θα μπορούσε να εκτελεστεί από τον κανόνα που λέει ότι οποιαδήποτε ευθεία γραμμή καθορίζεται από δύο ξεχωριστά σημεία.

Επιλέγοντας IC = 0mA, βρίσκουμε ότι ο οριζόντιος άξονας γίνεται η γραμμή όπου ένα από τα σημεία παίρνει τη θέση του.

Επίσης, αντικαθιστώντας το IC = 0mA στο Eq (4.12) παίρνουμε:

Αυτό καθορίζει ένα από τα σημεία για την ευθεία γραμμή, όπως φαίνεται στο σχήμα 4.12 παρακάτω:

Τώρα αν επιλέξουμε VCE = 0V, αυτό ορίζει τον κατακόρυφο άξονα ως τη γραμμή όπου το δεύτερο σημείο μας παίρνει τη θέση του. Με αυτήν την κατάσταση, τώρα μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι το IC μπορεί να αξιολογηθεί με την ακόλουθη εξίσωση.

που μπορεί να φανεί καθαρά στο Σχ. 4.12.

Συνδέοντας τα δύο σημεία όπως καθορίζονται από τα Εξ. (4.13) και (4.14), θα μπορούσε να σχεδιαστεί μια ευθεία γραμμή όπως καθορίζεται από την εξ. 4,12.

Αυτή η γραμμή όπως φαίνεται στο γράφημα Το Σχ. 4.12 αναγνωρίζεται ως το γραμμή φόρτωσης δεδομένου ότι χαρακτηρίζεται από την αντίσταση φορτίου RC.

“πώς να δημιουργήσετε εναλλασσόμενο ρεύμα ”

Με την επίλυση του καθορισμένου επιπέδου του IB, το πραγματικό σημείο Q θα μπορούσε να καθοριστεί όπως φαίνεται στο Σχ. 4.12

Εάν αλλάξουμε το μέγεθος του IB μεταβάλλοντας την τιμή RB, βρίσκουμε το σημείο Q να μετατοπίζεται προς τα πάνω ή προς τα κάτω κατά μήκος της γραμμής φόρτωσης όπως απεικονίζεται στο Σχ. 4.13.

Εάν διατηρήσουμε ένα σταθερό VCC, και αλλάξουμε μόνο την τιμή του RC, διαπιστώνουμε ότι η γραμμή φόρτωσης αλλάζει όπως υποδεικνύεται στο Σχήμα 4.14.

Εάν διατηρήσουμε σταθερό το IB, βρίσκουμε το σημείο Q να αλλάζει τη θέση του όπως υποδεικνύεται στο ίδιο σχήμα 4.14. Και αν διατηρήσουμε το RC σταθερό και διαφέρει μόνο το VCC, βλέπουμε τη γραμμή φορτίου να κινείται όπως απεικονίζεται στο Σχ. 4.15