تحليل خط التحميل في دوائر BJT

تحليل خط التحميل في دوائر BJT

حتى الآن كنا ندرس تحليل BJT الذي يعتمد على مستوى β على المقابل نقاط التشغيل (Q-point) . في هذه المناقشة سوف نتحقق من كيف يمكن لظروف دائرة معينة أن تساعد في تحديد النطاق المحتمل لنقاط التشغيل أو نقاط Q وفي إنشاء نقطة Q الفعلية.



ما هو تحليل خط التحميل

في أي نظام إلكتروني ، ينتج عن الحمل المطبق على جهاز أشباه الموصلات تأثير كبير بشكل عام على نقطة التشغيل أو منطقة تشغيل الجهاز.

إذا تم إجراء تحليل من خلال رسم بياني ، فسنكون قادرين على رسم خط مستقيم عبر خصائص الجهاز لتحديد الحمل المطبق. يمكن استخدام تقاطع خط التحميل مع خصائص الجهاز لتحديد نقطة التشغيل أو نقطة Q بالجهاز. يُعرف هذا النوع من التحليل ، لأسباب واضحة ، باسم تحليل خط التحميل.





كيفية تنفيذ تحليل خط الحمل

تحدد الدائرة الموضحة في الشكل 4.11 (أ) التالي معادلة الإخراج التي توفر علاقة بين المتغيرات IC و VCE كما هو موضح أدناه:

VCE = VCC - اللجنة الدولية للصليب الأحمر (4.12)



بالتناوب ، فإن خصائص خرج الترانزستور كما هو موضح في الرسم البياني (ب) أعلاه توفر أيضًا العلاقة بين المتغيرين IC و VCE.

يساعدنا هذا بشكل أساسي في الحصول على معادلة تعتمد على مخطط الدائرة ومجموعة من الخصائص من خلال تمثيل رسومي يعمل مع متغيرات مماثلة.

يتم تحديد النتيجة المشتركة من الاثنين عندما يتم الوفاء بالقيود التي حددها في وقت واحد.

بدلاً من ذلك ، قد يُفهم هذا على أنه حلول يتم تحقيقها من معادلتين متزامنتين ، حيث يتم إعداد إحداهما بمساعدة مخطط الدائرة ، والأخرى من خصائص ورقة بيانات BJT.

في الشكل 4.11 ب ، يمكننا أن نرى الخصائص IC مقابل VCE لـ BJT ، لذلك نحن الآن قادرون على تركيب خط مستقيم موصوف بواسطة Eq (4.12) فوق الخصائص.

أسهل طريقة لتتبع المعادلة (4.12) على الخصائص يمكن تنفيذها بواسطة القاعدة التي تنص على أن أي خط مستقيم يتم تحديده بنقطتين منفصلتين.

باختيار IC = 0mA ، نجد أن المحور الأفقي يصبح الخط الذي تأخذ فيه إحدى النقاط موقعها.

أيضًا عن طريق استبدال IC = 0mA في Eq (4.12) نحصل على:

هذا يحدد إحدى نقاط الخط المستقيم ، كما هو موضح في الشكل 4.12 أدناه:

الآن إذا اخترنا VCE = 0V ، فهذا يجعل المحور الرأسي هو الخط الذي تأخذ فيه النقطة الثانية موضعها. مع هذا الموقف ، يمكننا الآن أن نجد أنه يمكن تقييم IC بالمعادلة التالية.

والتي يمكن رؤيتها بوضوح في الشكل 4.12.

من خلال ربط النقطتين كما هو محدد بواسطة Eqs. (4.13) و (4.14) ، يمكن رسم خط مستقيم كما هو محدد بواسطة Eq 4.12.

يتم التعرف على هذا الخط كما هو موضح في الرسم البياني الشكل 4.12 على أنه خط الحمل لأنه يتميز بمقاوم الحمل RC.

من خلال حل المستوى المحدد لـ IB ، يمكن إصلاح نقطة Q الفعلية كما هو موضح في الشكل 4.12

إذا قمنا بتغيير حجم IB عن طريق تغيير قيمة RB ، فإننا نجد انزياحات النقطة Q نحو الأعلى أو الأسفل عبر خط التحميل كما هو موضح في الشكل 4.13.


إذا حافظنا على VCC ثابتًا ، وقمنا بتغيير قيمة RC فقط ، فإننا نجد أن خط الحمل يتحول كما هو موضح في الشكل 4.14.

إذا حافظنا على ثابت IB ، فسنجد أن نقطة Q تغير موضعها كما هو موضح في نفس الشكل 4.14 ، وإذا حافظنا على ثابت RC ، وقمنا بتغيير VCC فقط ، فإننا نرى خط التحميل يتحرك كما هو موضح في الشكل 4.15

حل مثال تحليل عملي لخط التحميل

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




السابق: قانون أوم / قانون كيرشوف باستخدام المعادلات التفاضلية الخطية من الدرجة الأولى التالي: دائرة انحياز BJT المستقرة الباعثة