BJT-laadlijn:een beter begrip van de functie

Een BJT-laadlijn, of een bipolaire junctietransistor, zorgt voor zowel elektronen als elektronengaten als ladingsdragers. Het liet een kleine stroom toe om op een van de terminals te injecteren. Het kan dan een grotere stroom regelen die tussen twee terminals vloeit. Apparaten met deze functie kunnen signalen versterken of schakelen.

De BJT-laadlijn is een transistor die fungeert als een schakelaar voor een digitaal circuit. Het werkt ook als een versterker in analoge circuits. Over het algemeen helpt deze transistor je een schakelaar aan en uit te zetten.

Hieronder zullen we kijken naar verschillende soorten belastingslijnen en hoe we het Q-punt in uw grafiek kunnen bepalen. Evenals een antwoord geven op ontwerpbeslissingen en verschillende bordontwerpen.

1. Wat is een laadlijn in BJT?

https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)#/media/File:Load_line_diode.png

(Diodebelastingslijn. Het snijpunt geeft de actuele stroom en spanning.)

Een laadlijn is een rechte lijn die is gebaseerd op de uitgangskarakteristieken van de transistor.

U stelt een niet-lineair elektronisch circuit grafisch voor om de belastingslijn te bepalen. Zoals de lijn aangeeft, kunnen niet-lineaire apparaten zoals diodes of transistors beperkingen opleggen aan andere delen van een circuit. de aanwezigheid van een basisstroom zal de collector-emitterovergang inschakelen. Op zijn beurt, waardoor een collectorstroom kan passeren.

In de belastingslijn ziet u de relatie tussen stroom en spanning in het lineaire deel van het circuit en in de lus.

2. Transistorlaadlijn

https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)#/media/File:BJT_CE_load_line.svg

(Een laadlijndiagram)

Het belastingslijndiagram bovenaan is voor een ohmse belasting in een common-emitter-circuit. Het benadrukt hoe de collectorbelastingsweerstand, RL, de circuitstroom en -spanning beperkt. Voor elke waarde van Ibase, de inductieve stroom van de transistorcollector, IC, uitgezet tegen de collectorspanning, VCE. Snijpunten van de belastingslijn en transistorkarakteristieken vertegenwoordigen circuit-beperkte, IC- en VCE-waarden bij verschillende basisstromen. Het is belangrijk op te merken dat de locatie van uw load-line-analyse en positionering zich in de IC bevindt.

Als de transistor alle momenteel beschikbare zou kunnen passeren, zonder spanningsval erover, zou de collectorstroom gelijk zijn aan de voedingsspanning, VCC, over, RL. Het is op dit punt dat de belastingslijn de verticale as kruist. Er zal echter altijd enige spanning bestaan ​​tussen collector en emitter, zelfs bij verzadiging.

De transistorstroom is minimaal 0 wanneer de belastingslijn de horizontale as kruist. Als gevolg hiervan verschijnt een volledige voedingsspanning als VCE, waarbij bijna geen lekstroom door de transistor gaat.

3. DC- en AC-laadleidingen

https://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor#/media/File:Semiconductor_outlines.jpg

(Halfgeleideroverzicht)

In halfgeleidercircuits voegt u het AC-ingangssignaal op de DC toe om de niet-lineaire halfgeleider naar het juiste werkpunt te leiden, en de DC helpt de niet-lineaire halfgeleider te beïnvloeden. Het is mogelijk om aparte belastingslijnen te gebruiken voor de analyse van DC en AC.

Terwijl u de reactieve componenten tot nul reduceert, is de DC-laadlijn een DC-equivalent circuit. Hiermee kunnen open circuits condensatoren vervangen en kortsluitingen om inductoren te vervangen. Een DC-werkpunt, ook wel Q-punt genoemd, bepaalt het juiste DC-werkpunt.

Door stroom te creëren van de AC-laadlijn door het Q-punt, kan men het DC-werkpunt definiëren. Deze lijn vertegenwoordigt de AC-belasting op het apparaat, waarbij de helling overeenkomt met de AC-impedantie die naar het apparaat is gericht, die over het algemeen verschilt van de DC-weerstand.

Met deze lijn kunt u de wisselspanning tot een stroomverhouding van het apparaat bepalen.

4. BJT-laadlijnanalysemethoden en q-puntanalyse

(Een vergelijking van een belastingslijn)

Aan de hand van het snijpunt van de belastingslijn en de kenmerken van het apparaat kan men het werkpunt of het Q-punt bepalen. U kunt dit type analyse een load-line-analyse noemen. Om het Q-punt te vinden, moet je de spanningswet van Kirchhoff gebruiken.

DC-analyse

U moet een DC-analyse uitvoeren om het Q-punt te vinden. U sluit alle AC-spanningsbronnen uit van een DC-analyse, aangezien AC-spanningsbronnen AC-spanningsbronnen zijn. DC-analyse richt zich uitsluitend op DC-bronnen. Vanwege hun open karakter verwijder je alle condensatoren in DC-circuits. U kunt alle componenten voor en na de condensatoren vinden, inclusief de weerstand, Rs, van het transistorcircuit. Dit helpt de diode in een actief gebied te blijven. Denk eraan dat er geen ingangssignaal is op de basisterminal.

Voor een PCB-project:PCB Layout Design zorgt ervoor dat een high-speed printplaat optimaal kan functioneren, maar vereist wel een uitgebreid begrip van signaalintegriteit, basisprincipes van stroomintegriteit en best practices voor lay-out. Dit zal u helpen de duurste ontwerpfouten op uw printplaat te voorkomen.

Maximale collector-emitterspanning en maximale collectorstroom

Om dit deel van de vergelijking op te lossen, moet u naar de collector-emitter-spanningsas kijken. Als u naar de verzadigingsgebiedcurve van collectorcurven kijkt, vindt u de maximale collector-emitterstroom van het circuit. Het snijpunt van de curve op de grens van het gebied van de collectorcurve geeft de maximale collector-emitter-spanning aan van het specifieke circuit waarvoor u de vergelijking uitvoert.

Het vinden van de maximale symmetrische uitgangsspanning Swing

Als u de bovenste symmetrische uitgangsspanningszwaai wilt vinden, moet u de AC-laadlijn gebruiken en bepalen hoe ver het IC varieert van het werkelijke Q-punt vóór de grenzen van de voeringgebieden.

Door de maximale uitgangsstroomzwaai te nemen en deze te vermenigvuldigen met de resistieve belastingsweerstand, zal de maximaal mogelijke symmetrische uitgangsspanningszwaai de maximale potentiële uitgangsstroomamplitude zijn.

(Veranderingen in Q-punten onder verschillende circuitparameters)

Laatste gedachten

Om alles samen te vatten, een BJT-laadlijn wordt ook wel Bipolaire Junction Transistor genoemd. Op de Y-as zal de collectorstroom maximaal verschijnen. Met andere woorden, dit is het verzadigingspunt. Op de X-as wordt de maximale collector-emitterspanning weergegeven wanneer er een cijfer voor wordt berekend.

U kunt de prestaties van een actief apparaat optimaliseren als u weet hoe u uw vergelijking correct moet organiseren. U kunt onze site bezoeken voor meer informatie.