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BJT 负载线:更好地理解功能

  • 发表时间:2021-09-17 08:55:25
  • 来源:本站
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BJT 负载线或双极结型晶体管提供电子和电子空穴作为电荷载流子。它允许在其一个端子处注入小电流。然后它可以控制在两个端子之间流动的更大电流。具有此功能的设备可以放大或切换信号。 

BJT 负载线是一个晶体管,用作数字电路的开关。它也可用作模拟电路中的放大器。总体而言,该晶体管将帮助您打开和或关闭开关。

下面,我们将研究不同类型的负载线以及如何确定图表中的 Q 点。以及为设计决策以及不同的电路板设计提供答案。 

1、什么是BJT中的装车线?

二极管负载线。 交点给出实际电流和电压

(二极管负载线。交点给出实际电流和电压。)

负载线是一条描绘晶体管输出特性的直线。 

您以图形方式表示非线性电子电路以确定其负载线。如该线所示,二极管或晶体管等非线性器件可能会对电路的其他部分施加约束。基极电流的存在将打开集电极-发射极结。反过来,允许集电极电流通过。 

在负载线中,可以看到电路线性部分和回路中电流和电压的关系。 

2. 晶体管负载线

负载线图

(负载线图) 

顶部的负载线图适用于共发射极电路中的电阻负载它强调了集电极负载电阻 RL 如何限制电路电流和电压。对于 Ibase 的每个值,晶体管集电极感应电流IC与其集电极电压 VCE 作图。负载线和晶体管特性曲线的交点表示不同基极电流下的电路约束、IC 和 VCE 值。请务必注意,负载线分析和定位的位置在 IC 中。 

如果晶体管可以通过所有当前可用的电压,而没有电压降,则集电极电流将等于电源电压 VCC over RL。在这一点上,负载线与垂直轴相交。然而,即使在饱和状态下,集电极和发射极之间也始终存在一些电压。

当负载线与水平轴交叉时,晶体管电流最小为 0。结果,整个电源电压显示为 VCE,几乎没有漏电流通过晶体管。

3. 直流和交流负载线

半导体概要

(半导体概要)

半导体电路中,您在直流上添加输入交流信号以将非线性半导体偏置到正确的工作点,而直流有助于偏置非线性半导体。可以使用单独的负载线来分析直流和交流。

当您将无功分量减少到零时,直流负载线是直流等效电路。它允许开路代替电容器和短路代替电感器。DC 工作点,也称为 Q 点,决定了正确的 DC 工作点。

通过从交流负载线通过 Q 点产生电流,可以定义直流工作点。这条线代表设备上的交流负载,其中斜率与面向设备的交流阻抗相匹配,通常不同于直流电阻。

您可以通过这条线确定设备的交流电压与电流之比。 

4. BJT负载线分析方法和q点分析

(负载线方程) 

使用负载线和设备特性的交点,可以确定工作点或 Q 点。您可以将这种类型的分析称为负载线分析。要找到 Q 点,您需要使用基尔霍夫电压定律。 

直流分析 

您需要进行 DC 分析才能找到 Q 点。您从直流分析中排除所有交流电压源,因为交流电压源是交流电压源。直流分析只关注直流电源。由于它们的开放性,您可以移除直流电路中的所有电容器。您可以从晶体管电路中找到电容器前后的所有组件,包括电阻器 Rs。这将有助于二极管保持在有源区域。请记住,基本端子没有输入信号。 

对于 PCB 项目:PCB 布局设计允许高速电路板以最佳状态运行,但确实需要对信号完整性、电源完整性基础知识和布局最佳实践有广泛的了解。这将帮助您避免PCB最昂贵的设计错误。 

最大集电极-发射极电压和最大集电极电流 

要解决方程的这一部分,您需要查看集电极-发射极电压轴。如果查看集电极曲线的饱和区曲线,您会发现电路的最大集电极-发射极电流。集电极曲线区域截止处的曲线交点将告诉您正在计算的特定电路的最大集电极 - 发射极电压。 

寻找最大对称输出电压摆幅 

当您想要找到顶部对称输出电压摆幅时,您需要使用交流负载线并确定 IC 与线性区域边界之前的实际 Q 点的变化范围。

将最大输出电流摆幅乘以电阻负载电阻,最大可能的对称输出电压摆幅将是最大潜在输出电流幅度。 

(不同电路参数下Q点的变化) 

最后的想法

总而言之,BJT 负载线也称为双极结型晶体管。在 Y 轴上将出现最大的集电极电流。换句话说,这是饱和点。在 X 轴上,显示了计算数字时的最大集电极-发射极电压。 

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