Vienkārši sakot, novirzi BJT var definēt kā procesu, kurā BJT tiek aktivizēts vai ieslēgts, pielietojot mazāku līdzstrāvas lielumu visā tā bāzes / izstarotāja spailēs, lai tas spētu vadīt salīdzinoši lielāku DC lielumu visā tās kolektoru izstarojošie termināļi.

Bipolārā tranzistora vai BJT darbību līdzstrāvas līmenī regulē vairāki faktori, kas ietver virkni darbības punkti pār ierīču īpašībām.

Šajā rakstā izskaidrotajā 4.2. Sadaļā mēs pārbaudīsim informāciju par šo diapazonu darbības punkti BJT pastiprinātājiem. Kad ir aprēķināti norādītie līdzstrāvas padeves avoti, var izveidot ķēdes konstrukciju vajadzīgā darba punkta noteikšanai.

Šajā rakstā ir apskatītas dažādas šādas konfigurācijas. Katrs apspriestais modelis papildus identificēs pieejas stabilitāti, kas nozīmē, cik tieši sistēma varētu būt jutīga pret konkrēto parametru.

Lai gan šajā sadaļā tiek apskatīti daudzi tīkli, tiem ir viena būtiska līdzība starp katras konfigurācijas novērtējumiem, jo šādi atkārtoti tiek izmantoti izšķirošie fundamentālie sakari:

Lielākajā daļā gadījumu bāzes strāva IB ir pats pirmais daudzums, kas jānosaka. Kad IB ir identificēts, vienādojumu attiecības. (4.1.) Ar (4.3.) Varētu īstenot, lai iegūtu pārējos attiecīgos daudzumus.

“kāds ir pretestības simbols? ”

Līdzības vērtējumos būs ātri redzamas, virzoties uz priekšu nākamajās sadaļās.

IB vienādojumi daudziem dizainparaugiem ir tik ļoti identiski, ka vienu formulu varēja atvasināt no otras, vienkārši noņemot vai ievietojot elementu vai divus.

Šīs nodaļas galvenais mērķis ir noteikt BJT tranzistora izpratnes pakāpi, kas ļautu jums veikt gandrīz jebkuras ķēdes līdzstrāvas analīzi, kuras elements ir BJT pastiprinātājs.

4.2 DARBĪBAS PUNKTS

Vārds neobjektīvs parādīšanās šī raksta nosaukumā ir padziļināts termins, kas nozīmē līdzstrāvas spriegumu ieviešanu un fiksēta strāvas un sprieguma līmeņa noteikšanu BJT.

BJT pastiprinātājiem iegūtā līdzstrāvas strāva un spriegums rada darbības punkts par raksturlielumiem, kas nosaka reģionu, kas kļūst ideāls piemērotā signāla vajadzīgajai pastiprināšanai. Tā kā darbības punkts ir iepriekš noteikts raksturlielumu punkts, to var saukt arī par mierīgu punktu (saīsināti kā Q punktu).

“Mierīgs” pēc definīcijas nozīmē klusumu, klusumu, mazkustīgu. 4.1. Attēls parāda standarta izejas raksturlielumu BJT ar 4 darbības punkti . Novirzes ķēdi varētu izstrādāt, lai izveidotu BJT vienā no šiem punktiem vai citiem aktīvā reģiona iekšienē.

Maksimālais vērtējums ir norādīts 4.1. Attēla raksturlielumos, izmantojot horizontālu līniju visaugstākajai kolektora strāvai ICmax un perpendikulāru līniju visaugstākajam kolektora-izstarotāja spriegumam VCEmax.

Maksimālās jaudas ierobežojums ir noteikts no līknes PCmax tajā pašā attēlā. Diagrammas apakšējā galā mēs varam redzēt nogriežņa apgabalu, kas identificēts ar IB ≤ 0μ, un piesātinājuma reģionu, ko identificē ar VCE ≤ VCEsat.

Iespējams, ka BJT vienība var būt neobjektīva ārpus šīm norādītajām maksimālajām robežām, taču šāda procesa rezultātā būtiski pasliktināsies ierīces kalpošanas laiks vai ierīce pilnībā sabojāsies.

Ierobežojot vērtības starp norādīto aktīvo reģionu, var izvēlēties dažādus darbības zonas vai punkti . Izvēlētais Q punkts parasti ir atkarīgs no iecerētās shēmas specifikācijas.

Tomēr mēs noteikti varam ņemt vērā dažas atšķirības starp punktu skaitu, kas parādīts 4.1. Attēlā, lai sniegtu dažus būtiskus ieteikumus par darbības punkts , un tāpēc novirzes ķēde.

Ja netiktu piemērots neobjektivitāte, ierīce sākotnēji paliktu pilnībā izslēgta, izraisot Q punktu pie A - tas ir, nulles strāva caur ierīci (un 0 V pāri tai). Tā kā ir svarīgi novirzīt BJT, lai tas varētu reaģēt visā noteiktā ieejas signāla diapazonā, punkts A var nebūt piemērots.

B punktam, kad signāls ir pievienots ķēdei, ierīce parādīs strāvas un sprieguma variācijas caur darbības punkts , ļaujot ierīcei reaģēt (un varbūt pastiprināt) gan pozitīvos, gan negatīvos ievades signāla pielietojumus.

Kad ievades signāls tiek optimāli izmantots, BJT spriegums un strāva, visticamāk, mainīsies ..... tomēr tas var nebūt pietiekami, lai ierīci aktivizētu izslēgšanas vai piesātinājuma stāvoklī.

Punkts C varētu palīdzēt noteiktām pozitīvām un negatīvām izejas signāla novirzēm, bet maksimums līdz maksimums var būt ierobežots līdz VCE = 0V / IC = 0 mA tuvumam.

Arī darbs C punktā var radīt nelielas bažas par nelineārismu, jo plaisa starp IB līknēm šajā konkrētajā zonā varētu ātri mainīties.

Vispārīgi runājot, ir daudz labāk darbināt ierīci, kurā ierīces pastiprinājums ir diezgan konsekvents (vai lineārs), lai garantētu, ka pastiprinājums uz ieejas signāla kopējo svārstību paliek vienmērīgs.

B punkts ir reģions ar lielāku lineāro atstarpi un tāpēc lielāku lineāro aktivitāti, kā norādīts 4.1. Attēlā.

D punkts nosaka ierīci darbības punkts tuvu visaugstākajam sprieguma un jaudas līmenim. Tādējādi izejas sprieguma svārstības pie pozitīvās robežas tiek ierobežotas, ja nav paredzēts pārsniegt maksimālo spriegumu.

Rezultātā B punkts izskatās perfekti darbības punkts attiecībā uz lineāro pastiprinājumu un iespējami lielākajām sprieguma un strāvas izmaiņām.

Mēs to aprakstīsim ideāli mazo signālu pastiprinātājiem (8. nodaļa), tomēr ne vienmēr jaudas pastiprinātājiem, .... mēs par to runāsim vēlāk.

Šajā diskursā es galvenokārt koncentrēšos uz tranzistora neobjektivitāti attiecībā uz maza signāla pastiprināšanas funkciju.

Ir jāaplūko vēl viens ārkārtīgi izšķirošs neobjektīvais faktors. Noteicis un aizspriedis BJT ar ideālu darbības punkts , jāizvērtē arī temperatūras ietekme.

Siltuma diapazons novirzīs ierīces robežas, piemēram, tranzistora strāvas pastiprinājumu (maiņstrāvu) un tranzistora noplūdes strāvu (ICEO). Paaugstināti temperatūras diapazoni radīs lielākas noplūdes strāvas BJT, un tādējādi mainīs slīpēšanas tīkla izveidoto darbības specifikāciju.

Tas nozīmē, ka tīkla modelim ir arī jāveicina temperatūras stabilitātes līmenis, lai nodrošinātu, ka temperatūras svārstības ietekmē minimālas izmaiņas darbības punkts . Šo darba punkta uzturēšanu varētu noteikt ar stabilitātes koeficientu S, kas norāda temperatūras izmaiņu izraisīto noviržu līmeni darba punktā.

Ieteicams optimāli stabilizēt ķēdi, un šeit tiks novērtēta vairāku būtisku novirzes ķēžu stabilā iezīme. Lai BJT būtu novirzīts lineārā vai efektīvā darbības apgabalā, ir jāievēro zemāk dotie punkti:

1. Bāzes-izstarotāja krustojumam jābūt novirzītam uz priekšu (p-reģiona spriegums ir ļoti pozitīvs), nodrošinot spriegumu uz priekšu aptuveni no 0,6 līdz 0,7 V.

2. Bāzes-kolektora krustojumam jābūt ar atpakaļgaitas slīpumu (n-apgabals ir ļoti pozitīvs), pretējā slīpuma spriegumam saglabājoties kādai vērtībai BJT maksimālajās robežās.

“saules paneļu projekti inženierzinātņu studentiem ”

[Atcerieties, ka attiecībā uz priekšu novirzi spriegums p-n krustojumā būs lpp -pozitīvs, un pretēja aizsprieduma gadījumā tas tiek mainīts n -pozitīvs. Šim fokusam uz pirmo burtu vajadzētu dot iespēju viegli atcerēties būtisko sprieguma polaritāti.]

Darbība BJT raksturlieluma nogriežņos, piesātinājumā un lineārajos apgabalos parasti tiek parādīta, kā paskaidrots zemāk:

1. Lineārā reģiona darbība:

Bāzes-izstarotāja krustojums uz priekšu ir neobjektīvs

Bāzes-kolektora mezgla reversa neobjektivitāte

divi. Griešanas apgabala darbība:

Bāzes-izstarotāja mezgla reversa neobjektīva

3. Piesātinājuma reģiona darbība:

Bāzes-izstarotāja krustojums uz priekšu ir tendenciozs

Bāzes-kolektora krustojums uz priekšu ir tendenciozs

4.3 FIKSĒTĀS BIASAS APRĪKOJUMS

Fiksētā slīpuma shēma, kas parādīta 4.2. Attēlā, ir izveidota ar diezgan vienkāršu un nesarežģītu pārskatu par tranzistora līdzstrāvas novirzes analīzi.

Lai gan tīkls īsteno NPN tranzistoru, formulas un aprēķini varētu darboties vienlīdz efektīvi ar PNP tranzistora iestatīšanu, vienkārši pārkonfigurējot pašreizējos plūsmas ceļus un sprieguma polaritātes.

Pašreizējie virzieni, kas parādīti 4.2. Attēlā, ir reālie pašreizējie virzieni, un spriegumus identificē universālās dubultindeksu anotācijas.

Līdzstrāvas analīzei konstrukciju var atdalīt no minētajiem maiņstrāvas līmeņiem, vienkārši nomainot kondensatorus ar atvērtās ķēdes ekvivalentu.

Turklāt līdzstrāvas padeves VCC varēja sadalīt pāris atsevišķās piegādēs (tikai novērtēšanas veikšanai), kā pierādīts 4.3. Attēlā, lai tikai ļautu sadalīt ieejas un izejas ķēdes.

Tas samazina saikni starp abiem ar bāzes strāvu IB. Šķiršanās ir neapšaubāmi likumīga, kā parādīts 4.3. Attēlā, kur VCC ir piestiprināts tieši pie RB un RC tāpat kā 4.2.

Bāzes – Emitera uz priekšu aizspriedumi

Vispirms analizēsim bāzes-izstarotāja ķēdes cilpu, kas parādīta iepriekš 4.4. Attēlā. Ja mēs ieviešam Kirhofa sprieguma vienādojumu cilpas pulksteņrādītāja kustības virzienā, mēs iegūstam šādu vienādojumu:

Mēs varam redzēt, ka sprieguma krituma polaritāte pāri RB, ko nosaka caur strāvas IB virzienu. Atrodot pašreizējā IB vienādojumu, mums ir šāds rezultāts:

Vienādojums (4.4)

Vienādojums (4.4) noteikti ir vienādojums, kuru var viegli iegaumēt, vienkārši atceroties, ka bāzes strāva šeit kļūst par strāvu, kas iet caur RB, un, piemērojot Ohma likumu, saskaņā ar kuru strāva ir vienāda ar RB spriegumu, dalītu ar pretestību RB .

Spriegums pāri RB ir pielietotais spriegums VCC vienā galā, atskaitot kritumu starp bāzes-emitētāja krustojumu (VBE).
Arī sakarā ar to, ka barošanas VCC un bāzes izstarotāja spriegums VBE ir fiksēti lielumi, rezistora RB izvēle pamatnē nosaka bāzes strāvas daudzumu komutācijas līmenim.

Kolekcionārs – Emitera cilpa

4.5. Attēlā parādīts kolektora izstarotāja ķēdes posms, kur ir parādīts strāvas IC virziens un atbilstošā polaritāte pāri RC.
Var uzskatīt, ka kolektora strāvas vērtība ir tieši saistīta ar IB, izmantojot vienādojumu:

Vienādojums (4.5)

Jums var būt interesanti redzēt, ka, tā kā bāzes strāva ir atkarīga no RB daudzumiem, un IC ir saistīts ar IB caur konstantu β, IC lielums nav pretestības RC funkcija.

RC pielāgošana kādai citai vērtībai neradīs nekādu ietekmi uz IB vai pat IC līmeni tik ilgi, kamēr tiek saglabāts BJT aktīvais reģions.
Tas nozīmē, ka jūs atradīsit, ka VCE lielumu nosaka RC līmenis, un tas var būt izšķiroša lieta, kas jāņem vērā.

Ja mēs izmantojam Kirchhoff sprieguma likumu pulksteņrādītāja kustības virzienā pāri parādītajai slēgtajai kontūrai 4.5. Attēlā, tas rada šādus divus vienādojumus:

Vienādojums (4.6)

Tas norāda, ka spriegums BJT kolektora izstarotājā fiksētā slīpuma ķēdē ir barošanas spriegums, kas ir ekvivalents kritumam, kas veidojas pāri RC
Lai ātri apskatītu viena un divu apakšindeksu apzīmējumus, atcerieties, ka:

VCE = VC - VE -------- (4.7)

kur VCE norāda spriegumu, kas plūst no kolektora uz izstarotāju, VC un VE ir spriegumi, kas attiecīgi iet no kolektora un izstarotāja uz zemi. Bet šeit, tā kā VE = 0 V, mums ir

VCE = VC -------- (4.8)
Arī tāpēc, ka mums ir
VBE = VB - UN -------- (4.9)
un tāpēc, ka VE = 0, mēs beidzot iegūstam:
VBE = VB -------- (4.10)

Lūdzu, atcerieties šādus punktus:

Mērot sprieguma līmeņus, piemēram, VCE, pārliecinieties, ka voltmetra sarkano zondi uz kolektora tapas un melno zondi uz izstarotāja tapu, kā parādīts nākamajā attēlā.