Phân tích dòng tải trong mạch BJT

Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề





Cho đến nay, chúng tôi đang nghiên cứu phân tích BJT phụ thuộc vào mức độ β so với điểm hoạt động (Q-point) . Trong cuộc thảo luận này, chúng ta sẽ kiểm tra xem một điều kiện mạch nhất định có thể giúp xác định phạm vi có thể của điểm hoạt động hoặc điểm Q và thiết lập điểm Q thực tế như thế nào.

Phân tích dòng tải là gì

Trong bất kỳ hệ thống điện tử nào, tải được đặt lên một thiết bị bán dẫn nói chung sẽ tạo ra tác động đáng kể đến điểm hoạt động hoặc vùng hoạt động của thiết bị.



Nếu phân tích được thực hiện thông qua một bản vẽ đồ thị, chúng ta sẽ có thể vẽ đường thẳng qua các đặc tính của thiết bị để thiết lập tải trọng tác dụng. Giao điểm của đường tải với các đặc tính của thiết bị có thể được sử dụng để xác định điểm hoạt động hoặc điểm Q của thiết bị. Loại phân tích này, vì những lý do rõ ràng, được gọi là phân tích dòng tải.

Cách thực hiện phân tích dòng tải

Mạch hiển thị trong Hình 4.11 (a) sau đây xác định một phương trình đầu ra cung cấp mối quan hệ giữa các biến IC và VCE như được hiển thị bên dưới:



VCE = VCC - ICRC (4.12)

Ngoài ra, các đặc tính đầu ra của bóng bán dẫn như trong sơ đồ (b) ở trên cũng cung cấp mối quan hệ giữa hai biến IC và VCE.

Điều này về cơ bản giúp chúng ta có được một phương trình dựa trên sơ đồ mạch và một loạt các đặc tính thông qua biểu diễn đồ họa hoạt động với các biến tương tự.

Kết quả chung của cả hai được thiết lập khi các ràng buộc do chúng xác định được thực hiện đồng thời.

Ngoài ra, điều này có thể được hiểu là các giải pháp đạt được từ hai phương trình đồng thời, trong đó một phương trình được thiết lập với sự trợ giúp của sơ đồ mạch, còn giải pháp kia từ các đặc tính của biểu dữ liệu BJT.

Trong hình 4.11b, chúng ta có thể thấy các đặc tính IC so với VCE của BJT, vì vậy bây giờ chúng ta có thể chồng một đường thẳng được mô tả bởi phương trình (4.12) lên các đặc tính.

Phương pháp dễ nhất để theo dõi phương trình (4.12) qua các đặc điểm có thể được thực hiện theo quy tắc nói rằng bất kỳ đường thẳng nào được xác định bởi hai điểm phân biệt.

Bằng cách chọn IC = 0mA, ta thấy trục hoành trở thành đường thẳng mà một trong các điểm chiếm vị trí của nó.

Cũng bằng cách thay thế IC = 0mA trong phương trình (4.12), chúng ta nhận được:

Điều này xác định một trong những điểm của đường thẳng, như được chỉ ra trong hình 4.12 dưới đây:

Bây giờ nếu chúng ta chọn VCE = 0V, điều này thiết lập trục tung là đường mà điểm thứ hai của chúng ta chiếm vị trí của nó. Với tình huống này, bây giờ chúng ta có thể thấy rằng IC có thể được đánh giá bằng phương trình sau.

Điều này có thể được chứng kiến ​​rõ ràng trên Hình 4.12.

Bằng cách kết nối hai điểm như được xác định bởi Eqs. (4.13) và (4.14), một đường thẳng như được thiết lập bởi Công thức 4.12 có thể được vẽ.

Đường này như được thấy trên đồ thị Hình 4.12 được công nhận là vạch tải trọng vì nó được đặc trưng bởi điện trở tải RC.

Bằng cách giải quyết mức IB đã thiết lập, điểm Q thực tế có thể được cố định như trong Hình 4.12

Nếu chúng ta thay đổi độ lớn của IB bằng cách thay đổi giá trị RB, chúng ta thấy điểm Q dịch chuyển theo hướng lên hoặc xuống trên đường tải như được mô tả trong Hình 4.13.


Nếu chúng ta duy trì một VCC không đổi và chỉ thay đổi giá trị của RC, chúng ta thấy dòng tải dịch chuyển như được chỉ ra trong Hình 4.14.

Nếu chúng ta giữ IB không đổi, chúng ta thấy điểm Q thay đổi vị trí của nó như được chỉ ra trong cùng hình 4.14 Và nếu chúng ta giữ RC không đổi và chỉ thay đổi VCC, chúng ta thấy dòng tải di chuyển như được mô tả trong Hình 4.15

Giải một ví dụ phân tích dòng tải thực tế

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




Trước: Định luật Ohm / Định luật Kirchhoff sử dụng phương trình vi phân bậc nhất tuyến tính Tiếp theo: Mạch phân cực BJT ổn định phát