Ligne de charge BJT :une meilleure compréhension de la fonction

Une ligne de charge BJT, ou un transistor à jonction bipolaire, fournit à la fois des électrons et des trous d'électrons comme porteurs de charge. Il permettait à un petit courant de s'injecter à l'une de ses bornes. Il peut alors contrôler un courant plus important circulant entre deux bornes. Les appareils dotés de cette fonctionnalité peuvent amplifier ou commuter les signaux.

La ligne de charge BJT est un transistor qui agit comme un interrupteur pour un circuit numérique. Il fonctionne également comme amplificateur dans les circuits analogiques. Dans l'ensemble, ce transistor vous aidera à allumer et/ou éteindre un interrupteur.

Ci-dessous, nous examinerons différents types de lignes de charge et comment déterminer le point Q dans votre graphique. En plus de donner une réponse aux décisions de conception ainsi qu'aux différentes conceptions de cartes.

1. Qu'est-ce qu'une ligne de chargement en BJT ?

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

(Ligne de charge de diode. Le point d'intersection donne le courant et la tension réels.)

Une ligne de charge est une ligne droite qui s'appuie sur les caractéristiques de sortie du transistor.

Vous représentez graphiquement un circuit électronique non linéaire pour déterminer sa ligne de charge. Comme la ligne l'indique, les dispositifs non linéaires tels que les diodes ou les transistors peuvent imposer des contraintes sur d'autres parties d'un circuit. la présence d'un courant de base activera la jonction collecteur-émetteur. À son tour, permettant à un courant de collecteur de se déplacer.

Dans la ligne de charge, vous pouvez voir la relation entre le courant et la tension dans la partie linéaire du circuit et dans la boucle.

2. Ligne de charge du transistor

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

(Un diagramme de ligne de charge)

Le diagramme de ligne de charge en haut concerne une charge résistive dans un circuit à émetteur commun. Il met en évidence comment la résistance de charge du collecteur, RL, limite le courant et la tension du circuit. Pour chaque valeur de Ibase, le courant inductif du collecteur du transistor, IC, tracé en fonction de sa tension de collecteur, VCE. Les intersections des courbes caractéristiques de la ligne de charge et du transistor représentent les valeurs IC et VCE contraintes par le circuit à différents courants de base. Il est important de noter que l'emplacement de votre analyse et positionnement de la ligne de charge se trouve dans le CI.

Si le transistor pouvait passer tout ce qui est actuellement disponible, sans chute de tension à travers lui, le courant du collecteur serait égal à la tension d'alimentation, VCC, sur, RL. C'est à ce point que la ligne de charge croise l'axe vertical. Cependant, une certaine tension existera toujours entre le collecteur et l'émetteur, même à saturation.

Le courant du transistor est au minimum 0 lorsque la ligne de charge croise l'axe horizontal. En conséquence, une tension d'alimentation entière apparaît comme VCE, avec presque aucun courant de fuite traversant le transistor.

3. Lignes de charge CC et CA

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

(Aperçu du semi-conducteur)

Dans les circuits à semi-conducteurs, vous ajoutez le signal CA d'entrée sur le CC pour polariser le semi-conducteur non linéaire au point de fonctionnement correct, et le CC aide à polariser le semi-conducteur non linéaire. Il est possible d'utiliser des lignes de charge séparées pour l'analyse de DC et AC.

Lorsque vous réduisez les composants réactifs à zéro, la ligne de charge CC est un circuit équivalent CC. Il permet aux circuits ouverts de remplacer les condensateurs et aux courts-circuits de remplacer les inductances. Un point de fonctionnement CC, également appelé point Q, détermine le bon point de fonctionnement CC.

En créant un flux de courant à partir de la ligne de charge AC via le point Q, on peut définir le point de fonctionnement DC. Cette ligne représente la charge CA sur l'appareil, où la pente correspond à l'impédance CA face à l'appareil, qui est généralement différente de la résistance CC.

Vous pouvez déterminer la tension alternative sur un rapport de courant de l'appareil par cette ligne.

4. Méthodes d'analyse de la ligne de charge BJT et analyse des points q

(Une équation d'une ligne de charge)

En utilisant l'intersection de la ligne de charge et des caractéristiques de l'appareil, on peut déterminer le point de fonctionnement ou le point Q. Vous pouvez appeler ce type d'analyse une analyse de ligne de charge. Pour trouver le point Q, vous devez utiliser la loi de tension de Kirchhoff.

Analyse DC

Vous devrez faire une analyse DC pour trouver le point Q. Vous excluez toutes les sources de tension CA d'une analyse CC puisque les sources de tension CA sont des sources de tension CA. L'analyse DC se concentre exclusivement sur les sources DC. En raison de leur nature ouverte, vous supprimez tous les condensateurs des circuits CC. Vous pouvez trouver tous les composants avant et après les condensateurs, y compris la résistance, Rs, du circuit du transistor. Cela aidera la diode à rester dans une région active. N'oubliez pas qu'il n'y a pas de signal d'entrée à la borne de base.

Pour un projet PCB :la conception de la disposition des circuits imprimés permet à une carte de circuit imprimé à grande vitesse de fonctionner de manière optimale, mais nécessite une vaste compréhension de l'intégrité du signal, des principes fondamentaux de l'intégrité de l'alimentation et des meilleures pratiques de disposition. Cela vous aidera à éviter les erreurs de conception les plus coûteuses pour votre carte PCB.

Tension collecteur-émetteur maximale et courant collecteur maximal

Pour résoudre cette partie de l'équation, vous devez regarder l'axe de tension collecteur-émetteur. Si vous regardez la courbe de région de saturation des courbes de collecteur, vous trouverez le courant collecteur-émetteur maximal du circuit. L'intersection de la courbe à la coupure de la région de la courbe du collecteur vous indiquera la tension collecteur-émetteur maximale du circuit spécifique pour lequel vous faites l'équation.

Recherche de la tension de sortie symétrique maximale Swing

Lorsque vous souhaitez trouver l'oscillation de tension de sortie symétrique supérieure, vous devez utiliser la ligne de charge CA et déterminer dans quelle mesure le CI varie par rapport au point Q réel avant les limites des régions de revêtement.

En prenant l'oscillation maximale du courant de sortie et en la multipliant par la résistance de charge résistive, l'oscillation maximale possible de la tension de sortie symétrique sera l'amplitude maximale du courant de sortie potentiel.

(Modifications des points Q sous différents paramètres de circuit)

Réflexions finales

Pour résumer tout, une ligne de charge BJT est également connue sous le nom de transistor à jonction bipolaire. Sur l'axe Y apparaîtra le courant collecteur au maximum. En d'autres termes, c'est le point de saturation. Sur l'axe X, la tension collecteur-émetteur maximale est indiquée lorsqu'un chiffre est calculé pour celle-ci.

Vous pouvez optimiser les performances d'un appareil actif si vous savez organiser correctement votre équation. Vous pouvez visiter notre site pour en savoir plus.