Transistor Load Line Analysis تحليل خط تحميل الترانزستور

 Transistor Load Line Analysis تحليل خط تحميل الترانزستور

Transistor Load Line Analysis تحليل خط تحميل الترانزستور

لقد ناقشنا حتى الآن مناطق مختلفة لتشغيل الترانزستور. ولكن من بين كل هذه المناطق ، وجدنا أن الترانزستور يعمل جيدًا في المنطقة النشطة ، وبالتالي يطلق عليه أيضًا المنطقة الخطية . نواتج الترانزستور هي تيار المجمع وفولتية المجمع.

خصائص الإخراج

عندما يتم النظر في خصائص خرج الترانزستور ، يبدو المنحنى على النحو التالي لقيم الإدخال المختلفة.

خرج الترانزستور

في الشكل أعلاه، يتم رسم خصائص الانتاج بين جامع الحالي C وجامع الجهد CE لقيم مختلفة من قاعدة الحالي B . يتم أخذها في الاعتبار هنا لقيم الإدخال المختلفة للحصول على منحنيات إخراج مختلفة.

خط الحمل

عندما يتم النظر في قيمة الحد الأقصى لتيار المجمع المحتمل ، ستكون هذه النقطة موجودة على المحور Y ، وهو ليس سوى نقطة التشبع . بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم النظر في قيمة الحد الأقصى لجهد باعث المجمع ، ستكون هذه النقطة موجودة على المحور السيني ، وهو نقطة القطع .

عندما يتم رسم خط يصل بين هاتين النقطتين ، يمكن تسمية هذا الخط باسم خط التحميل . يسمى هذا لأنه يرمز إلى الإخراج عند الحمل. هذا الخط، عندما تعادل على إخراج منحنى مميزة، يجعل الاتصال عند نقطة كما دعا نقطة التشغيل أو نقطة هادئة أو ببساطة Q-نقطة .



هادئة أو ببساطة Q-نقطة .

يمكن فهم مفهوم خط التحميل من الرسم البياني التالي.

خط الحمل

يتم رسم خط التحميل من خلال ضم نقاط التشبع والقطع. المنطقة الواقعة بين هذين هي المنطقة الخطية . يعمل الترانزستور كمضخم جيد في هذه المنطقة الخطية.

إذا تم رسم خط التحميل هذا فقط عند منح انحياز التيار المستمر إلى الترانزستور ، ولكن لا يتم تطبيق إشارة إدخال ، فإن خط التحميل هذا يسمى خط تحميل التيار المستمر . في حين أن خط التحميل المرسوم في ظل الظروف التي يتم فيها تطبيق إشارة الإدخال جنبًا إلى جنب مع الفولتية DC ، يُطلق على هذا الخط اسم خط تحميل التيار المتردد .

خط تحميل DC

عندما يتم منح الترانزستور التحيز ولا يتم تطبيق أي إشارة عند إدخاله ، يمكن فهم خط التحميل المرسوم في ظل هذه الظروف على أنه حالة التيار المستمر . هنا لن يكون هناك تضخيم لأن الإشارة غائبة . ستكون الدائرة كما هو موضح أدناه.

إشارة غائبة

ستكون قيمة جهد باعث المجمع في أي وقت

الخامسجه=الخامسجج-أناجرج

نظرًا لأن V CC و R C قيمتان ثابتتان ، فإن المعادلة أعلاه هي معادلة من الدرجة الأولى ، وبالتالي ستكون خطًا مستقيمًا على خصائص الإخراج. يسمى هذا الخط باسم خط تحميل DC . يوضح الشكل أدناه خط تحميل التيار المستمر.

خط تحميل DC

للحصول على خط التحميل ، يجب تحديد نقطتي نهاية الخط المستقيم. اجعل هاتين النقطتين A و B.

للحصول على أ

عندما جامع باعث الجهد V CE = 0، جامع الحالي هو الحد الأقصى ويساوي V CC / R C . هذا يعطي القيمة القصوى لـ V CE . يظهر هذا على شكل

الخامسجه=الخامسجج-أناجرج

0=الخامسجج-أناجرج

أناج=الخامسجج/رج

هذا يعطي النقطة A (OA = V CC / R C ) على محور تيار المجمع ، كما هو موضح في الشكل أعلاه.

للحصول على ب

عندما يكون تيار المجمع I C = 0 ، يكون جهد باعث المجمع هو الحد الأقصى وسيكون مساويًا لـ V CC . وهذا يعطي قيمة أقصى I C . يظهر هذا على شكل

الخامسجه=الخامسجج-أناجرج

=الخامسجج

(كما أنا ج = 0)

هذا يعطي النقطة B ، والتي تعني (OB = V CC ) على محور جهد باعث المجمع الموضح في الشكل أعلاه.

ومن ثم تم تحديد كل من نقطة التشبع والقطع وتعلمنا أن خط التحميل هو خط مستقيم. لذلك ، يمكن رسم خط تحميل DC.

خط تحميل التيار المتردد

يحلل خط تحميل التيار المستمر الذي تمت مناقشته سابقًا ، تباين تيارات المجمع والجهد ، عندما لا يتم تطبيق جهد التيار المتردد. في حين أن خط تحميل التيار المتردد يعطي الجهد من الذروة إلى الذروة ، أو أقصى تأرجح خرج ممكن لمكبر صوت معين.

سننظر في دائرة مكافئة للتيار المتردد لمكبر صوت CE لفهمنا.

خط تحميل التيار المتردد

من الشكل أعلاه ،

الخامسجه=(رج//ر1)×أناج

صج=رج//ر1

لكي يعمل الترانزستور كمكبر للصوت ، يجب أن يبقى في منطقة نشطة. يتم اختيار النقطة الهادئة بحيث يكون أقصى انحراف لإشارة الإدخال متماثلًا في كل من الدورات النصفية السلبية والإيجابية.

بالتالي،

الخامسمأx=الخامسجهس و الخامسمأنان=-الخامسجهس

حيث V CEQ هو جهد المجمع الباعث عند نقطة السكون

يمثل الرسم البياني التالي خط تحميل التيار المتردد المرسوم بين نقاط التشبع والقطع.

الرسم البياني

من الرسم البياني أعلاه ، فإن IC الحالي عند نقطة التشبع هو

أناج(سأر)=أناجس+(الخامسجهس/صج)

الجهد V CE عند نقطة القطع هو

الخامسجه(اFF)=الخامسجهس+أناجسصج

ومن ثم فإن الحد الأقصى الحالي لذلك المقابل V CEQ = V CEQ / (R C // R 1 ) هو

أناجس=أناجس(رج//ر1)

ومن ثم بإضافة التيارات الهادئة ، تكون نقاط نهاية خط تحميل التيار المتردد

أناج(سأر)=أناجس+الخامسجهس/(رج//ر1)

الخامسجه(اFF)=الخامسجهس+أناجس(رج//ر1)

خط تحميل AC و DC

عندما يتم تمثيل خطوط تحميل التيار المتردد والتيار المستمر في رسم بياني ، يمكن فهم أنهما غير متطابقين. يتقاطع كلا الخطين عند نقطة Q أو نقطة هادئة . نقاط نهاية خط تحميل التيار المتردد هي نقاط التشبع والقطع. هذا مفهوم من الشكل أدناه.

خط AC DC

من الشكل أعلاه ، من المفهوم أنه يتم الحصول على نقطة الهدوء (النقطة المظلمة) عندما تكون قيمة التيار الأساسي IB هي 10mA. هذه هي النقطة التي يتقاطع فيها كل من خطي تحميل التيار المتردد والتيار المستمر.

في الفصل التالي ، سنناقش مفهوم نقطة الهدوء أو نقطة التشغيل بالتفصيل.