Anàlisi de línia de càrrega en circuits BJT

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Fins ara hem estat estudiant l’anàlisi BJT depenent del nivell de β sobre el seu corresponent punts operatius (punt Q) . En aquesta discussió comprovarem com les condicions d'un circuit donat poden ajudar a determinar el possible rang de punts operatius o punts Q i a establir el punt Q real.

Què és l'anàlisi de la línia de càrrega

En qualsevol sistema electrònic, la càrrega aplicada a un dispositiu semiconductor generalment produirà un impacte significatiu en el punt d’operació o la regió d’operació d’un dispositiu.



Si es realitza una anàlisi mitjançant un dibuix gràfic, seríem capaços de traçar una línia recta a través de les característiques del dispositiu per establir la càrrega aplicada. La intersecció de la línia de càrrega amb les característiques del dispositiu es pot utilitzar per determinar el punt d’operació o el punt Q del dispositiu. Aquest tipus d’anàlisi es coneix, per raons aparents, com a anàlisi de la línia de càrrega.

Com implementar l’anàlisi de la línia de càrrega

El circuit que es mostra a la següent figura 4.11 (a) determina una equació de sortida que proporciona una relació entre les variables IC i VCE com es mostra a continuació:



VCE = VCC - CICR (4.12)

Alternativament, les característiques de sortida del transistor tal com es mostra al diagrama (b) anterior també proporcionen la relació entre les dues variables IC i VCE.

Això ens ajuda essencialment a obtenir una equació basada en un diagrama de circuits i un ventall de característiques mitjançant una representació gràfica que funcioni amb variables similars.

El resultat comú dels dos s’estableix quan es compleixen simultàniament les restriccions definides per ells.

Alternativament, això es pot entendre com a solucions que s’aconsegueixen a partir de dues equacions simultànies, on una es configura amb l’ajuda del diagrama de circuits, mentre que l’altra a partir de les característiques de la fitxa tècnica BJT.

A la figura 4.11b podem veure les característiques IC vs VCE del BJT, de manera que ara som capaços de superposar una línia recta descrita per l'Eq (4.12) sobre les característiques.

El mètode més fàcil de rastrejar l'Eq (4.12) sobre les característiques es podria executar mitjançant la regla que diu que qualsevol línia recta està determinada per dos punts diferents.

En seleccionar IC = 0mA, trobem que l’eix horitzontal es converteix en la línia on un dels punts pren la seva posició.

També substituint IC = 0mA a l'Eq (4.12) obtenim:

Això determina un dels punts de la línia recta, tal com s’indica a la figura 4.12 següent:

Ara, si escollim VCE = 0V, aquesta configurarà l'eix vertical com la línia on el nostre segon punt pren la seva posició. Amb aquesta situació, ara podem trobar que IC es pot avaluar mitjançant la següent equació.

que es pot veure clarament a la figura 4.12.

En connectar els dos punts tal com ho determinen les equacions. (4.13) i (4.14), es podria dibuixar una línia recta tal com estableix l’equació 4.12.

Aquesta línia tal com es veu al gràfic de la figura 4.12 es reconeix com a línia de càrrega ja que es caracteritza per la resistència de càrrega RC.

En resoldre el nivell establert d’IB, es podria fixar el punt Q real tal com es mostra a la figura 4.12

Si variam la magnitud de IB variant el valor RB, trobem que el punt Q es desplaça cap amunt o cap avall a través de la línia de càrrega tal com es mostra a la figura 4.13.


Si mantenim un VCC constant i només canviem el valor de RC, trobarem que la línia de càrrega canvia tal com s’indica a la figura 4.14.

Si mantenim IB constant, trobem que el punt Q canvia la seva posició tal com s’indica a la mateixa figura 4.14. I si mantenim RC constant i variam només VCC, veiem que la línia de càrrega es mou com es mostra a la figura 4.15.

Resolució d’un exemple pràctic d’anàlisi de línies de càrrega

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




Anterior: Llei d’Ohm / Llei de Kirchhoff mitjançant equacions diferencials lineals de primer ordre Següent: Circuit de biaix BJT estabilitzat per emissor