Egyszerűbben fogalmazva, a BJT-kben az előfeszítés meghatározható olyan folyamatként, amelyben egy BJT-t aktiválnak vagy bekapcsolnak, ha az alap / emitter terminálokon kisebb nagyságú egyenáram van alkalmazva, így képes viszonylag nagyobb nagyságú DC-t vezetni a kollektoros emitter termináljai.

A bipoláris tranzisztor vagy BJT-k DC-szintjén történő működését számos tényező szabályozza, amelyek egy sor működési pontok az eszközök jellemzői felett.

Az ebben a cikkben ismertetett 4.2. Szakaszban ellenőrizzük a részletek ezen részletét működési pontok BJT erősítőkhöz. A megadott egyenáramú tápegységek kiszámítása után létrehozható egy áramköri terv a szükséges működési pont meghatározásához.

Számos ilyen konfigurációt vizsgálunk ebben a cikkben. Minden egyes megvitatott modell ezen felül azonosítja a megközelítés stabilitását, vagyis azt, hogy a rendszer mennyire érzékeny lehet egy adott paraméterre.

Bár ebben a szakaszban számos hálózatot vizsgálnak, az alapvető konfiguráció következő ismételt használata miatt az egyes konfigurációk értékelése között egy alapvető hasonlóság van:

A legtöbb esetben a bázisáram IB a legelső mennyiség, amelyet meg kell állapítani. Az IB azonosítása után az egyenletek kapcsolatai. A (4.1) a (4.3) ponton keresztül megvalósítható a szóban forgó mennyiség többi részének megszerzése.

“hogyan készítsünk napelemes tűzhelyet otthon ”

Az értékelések hasonlóságai gyorsan nyilvánvalóak lesznek, ahogy haladunk a következő szakaszokkal.

Az IB egyenletei sok terv esetében annyira megegyeznek, hogy az egyik képlet levezethető a másikból egy vagy két elem egyszerű eltávolításával vagy beillesztésével.

Ennek a fejezetnek a legfőbb célja a BJT tranzisztor bizonyos fokú megértésének megteremtése, amely lehetővé teszi majdnem minden olyan áramkör DC elemzését, amelynek eleme a BJT erősítő.

4.2 ÜZEMELTETÉSI PONT

A szó elfogultság A cikk címében megjelenő elmélyült kifejezés, amely egyenáramú feszültségek megvalósulását, valamint a BJT-k rögzített áram- és feszültségszintjének meghatározását jelenti.

A BJT erősítőknél a kapott egyenáram és feszültség egy működési pont azokról a jellemzőkről, amelyek meghatározzák azt a régiót, amely ideális lesz az alkalmazott jel szükséges erősítéséhez. Mivel a működési pont véletlenül egy előre meghatározott pont a jellemzőkre nézve, nyugodt pontnak (rövidítve Q-pontnak) is nevezhető.

A „nyugalom” definíció szerint csendet, nyugalmat, mozgásszegénységet jelent. A 4.1. Ábra egy 4-es BJT standard kimeneti jellemzőit mutatja be működési pontok . Az előfeszítő áramkört ki lehet fejleszteni a BJT létrehozására ezen pontok egyikén vagy az aktív régión belül.

A maximális értékeket a 4.1. Ábra jellemzői mutatják vízszintes vonalon keresztül a legnagyobb ICmax kollektoráramra és merőleges vonalon a kollektor-emitter legnagyobb VCEmax feszültségére.

A maximális teljesítménykorlátozást az azonos ábra PCmax görbéje határozza meg. A grafikon alsó végén láthatjuk az IB ≤ 0μ által azonosított cut-off régiót és a VCE ≤ VCEsat által azonosított telítettségi régiót.

A BJT egység torzulhat a megadott maximális határokon kívül, de egy ilyen folyamat következménye a készülék élettartamának jelentős romlása vagy a készülék teljes meghibásodása.

Ha korlátozzuk az értékeket a jelzett aktív régió között, különféle lehet működési területek vagy pontok . A kiválasztott Q-pont általában az áramkör tervezett specifikációjától függ.

Mégis, feltétlenül figyelembe vehetünk néhány különbséget a 4.1. Ábrán bemutatott pontok száma között, hogy néhány alapvető ajánlást működési pont , és ezért az előfeszítő áramkör.

Ha nem alkalmaznak torzítást, akkor az eszköz először teljesen kikapcsolt állapotban marad, aminek következtében a Q-pont A-ban van, vagyis a készüléken keresztüli nulla áram (és 0 V rajta keresztül). Mivel elengedhetetlen a BJT torzítása annak érdekében, hogy az adott bemeneti jel teljes tartományában reagálhasson, az A pont nem biztos, hogy megfelelőnek tűnik.

A B pont esetében, ha egy jel csatlakozik az áramkörhöz, az eszköz az áram és a feszültség változását mutatja a működési pont , lehetővé téve az eszköz számára, hogy reagáljon (és esetleg felerősítse) a bemeneti jel pozitív és negatív alkalmazásait.

Ha a bemeneti jelet optimálisan használják, akkor a BJT feszültsége és árama valószínűleg megváltozik ... ... azonban nem biztos, hogy elégséges ahhoz, hogy az eszközt levágásra vagy telítettségre aktiválja.

A C pont segíthet a kimeneti jel bizonyos pozitív és negatív eltérésében, de a csúcs-csúcs nagysága korlátozódhat a VCE = 0V / IC = 0 mA közelségére.

A C pontban végzett munka szintén kevés aggodalmat okozhat a nem-linearitások miatt, mivel az IB görbék közötti rés ezen a területen gyorsan megváltozhat.

Általánosságban elmondható, hogy sokkal jobb azt az eszközt működtetni, amelyben az eszköz erősítése meglehetősen egyenletes (vagy lineáris), hogy garantáljuk, hogy a bemeneti jel általános lengésének erősítése egyenletes marad.

A B pont egy olyan terület, amely nagyobb lineáris távolságot mutat és emiatt nagyobb a lineáris aktivitás, amint azt a 4.1. Ábra mutatja.

A D pont létrehozza az eszközt működési pont közel a legmagasabb feszültség- és teljesítményszintekhez. A kimeneti feszültség ingadozása a pozitív határon tehát korlátozott, ha a maximális feszültséget nem szabad túllépni.

Ennek eredményeként a B pont tökéletesen néz ki működési pont a lineáris erősítés és a lehető legnagyobb feszültség- és áramváltozások tekintetében.

Ezt ideális esetben kis jelű erősítőkhöz írjuk le (8. fejezet), azonban nem mindig erősítők esetében, erről később beszélünk.

Ezen a diskurzuson belül elsősorban a tranzisztor torzítására fogok összpontosítani a kis jelerősítő funkció tekintetében.

Van még egy rendkívül fontos torzító tényező, amelyet meg kell vizsgálni. Miután meghatározta és elfogulták a BJT-t egy ideállal működési pont , a hőmérséklet hatásait is értékelni kell.

A hőtartomány az eszköz határainak, például a tranzisztor áramerősítésének (ac) és a tranzisztor szivárgási áramának (ICEO) eltérését okozza. A megnövekedett hőmérsékleti tartományok nagyobb szivárgási áramokat okoznak a BJT-ben, és ezáltal módosítják az előfeszítő hálózat által meghatározott működési specifikációt.

Ez azt jelenti, hogy a hálózati mintának elő kell segítenie a hőmérsékleti stabilitás szintjét annak biztosítása érdekében, hogy a hőmérséklet-változások hatásai a működési pont . A működési pont ezen fenntartását egy stabilitási tényezővel (S) lehetne kikötni, amely jelzi a hőmérséklet-változás okozta eltéréseket a működési pontban.

Optimálisan stabilizált áramkör ajánlott, és itt értékelni fogják számos alapvető torzító áramkör stabil tulajdonságát. Ahhoz, hogy a BJT torzított legyen a lineáris vagy hatékony működési tartományon belül, az alábbi pontoknak meg kell felelniük:

1. A bázis-emitter csomópontnak előre irányúnak kell lennie (a p-régió feszültsége erősen pozitív), lehetővé téve az előre-előfeszítő feszültséget 0,6-0,7 V körül.

2. Az alap-kollektor csomópontnak fordított előfeszítéssel kell rendelkeznie (n-régió erősen pozitív), a fordított előfeszültség feszültségének valamilyen értéken kell maradnia a BJT maximális határán belül.

[Ne felejtsük el, hogy az előrehaladás esetén a p-n kereszteződésen átmenő feszültség lesz o -pozitív, és fordított elfogultság esetén megfordul n -pozitív. Az első betűre való összpontosításnak lehetővé kell tennie, hogy könnyen emlékezzen a feszültség lényeges polaritására.]

A BJT karakterisztika határértékének, telítettségének és lineáris területeinek működését általában az alábbiakban ismertetjük:

“arduino ir adó és vevő ”

1. Lineáris régió működése:

A bázis-emitter elágazás előre torzítva

Az alap-kollektor csomópontja fordított torzított

két. Levágási régió működése:

Az alap-emitter kereszteződés fordított torzítva

3. Telítettségi tartomány:

A bázis-emitter elágazás előre torzítva

Az alap-kollektor csomópont előre torzítva

4.3 RÖGZÍTETT BIAS ÁRAMKÖR

A 4.2. Ábrán látható rögzített előfeszítésű áramkört meglehetősen egyszerű és egyszerű áttekintéssel tervezték a tranzisztor egyenáramú előfeszítésének elemzéséhez.

Noha a hálózat NPN tranzisztort valósít meg, a képletek és a számítások ugyanolyan hatékonyan működhetnek a PNP tranzisztor beállításával, egyszerűen az aktuális áramlási útvonalak és feszültségpolaritások újrakonfigurálásával.

A 4.2. Ábra aktuális irányai a valódi áramirányok, és a feszültségeket az univerzális kettős alindex annotációk határozzák meg.

Az egyenáramú elemzéshez a tervezés elválasztható az említett váltakozó áramszintektől, egyszerűen kicserélve a kondenzátorokat egy nyitott áramkör megfelelőjével.

Ezenkívül az egyenáramú tápellátás VCC-jét fel lehet osztani pár külön tápra (csak az értékelés elvégzésére), amint azt a 4.3. Ábra bizonyítja, csak a bemeneti és kimeneti áramkörök szétbontása érdekében.

Ez minimalizálja a kettő és az IB bázisáram közötti kapcsolatot. Az elválás kétségtelenül jogos, amint azt a 4.3. Ábra mutatja, ahol a VCC egyenesen az RB-hez és az RC-hez van csatlakoztatva, csakúgy, mint a 4.2.

A Bázis – Emitter előítélete

Először elemezzük a fentiekben a 4.4. Ábrán bemutatott bázis-emitter áramkört. Ha Kirchhoff feszültségegyenletét az óramutató járásával megegyező irányban valósítjuk meg a hurok számára, a következő egyenletet kapjuk:

Láthatjuk, hogy az RB feszültségesésének polaritása az IB áramának irányán keresztül meghatározott. A jelenlegi IB egyenletének megoldása a következő eredményt adja nekünk:

(4.4) egyenlet

A (4.4) egyenlet egyértelműen könnyen megjegyezhető egyenlet, egyszerűen emlékeztetve arra, hogy az alapárammá válik az RB-n áthaladó áram, és Ohm törvényének alkalmazásával, amely szerint az áram egyenlő az RB-n lévő feszültséggel, osztva az RB ellenállással .

Az RB-n átmenő feszültség az egyik végén alkalmazott VCC feszültség, csökkentve a bázis-emitter kereszteződésen (VBE) eső csökkenést.
Emellett annak a ténynek köszönhetően, hogy a tápfeszültség és a VBE tápfeszültség fix mennyiségek, az RB ellenállás választása a bázison meghatározza az alapáram mennyiségét a kapcsolási szinthez.

Gyűjtő – Emitter hurok

A 4.5. Ábra a kollektor emitter áramkör szakaszát mutatja, ahol bemutattuk az áram IC irányát és a megfelelő polaritást az RC-n.
A kollektoráram értéke láthatóan közvetlenül összefügg az IB-vel az egyenleten keresztül:

(4.5) egyenlet

Érdekes lehet látni, hogy mivel az alapáram az RB mennyiségétől függ, és az IC állandó β-val kapcsolódik az IB-hez, az IC nagysága nem az RC ellenállás függvénye.

Az RC valamilyen más értékhez történő igazítása nem befolyásolja az IB vagy akár az IC szintjét mindaddig, amíg a BJT aktív régiója fennmarad.
Ennek ellenére azt fogja tapasztalni, hogy a VCE nagyságát az RC szint határozza meg, és ez döntő fontosságú dolog lehet.

Ha Kirchhoff feszültségtörvényét az óramutató járásával megegyező irányban használjuk a 4.5. Ábrán látható zárt hurkon keresztül, akkor a következő két egyenlet jön létre:

(4.6) egyenlet

Ez azt jelzi, hogy a BJT kollektor-emitterén átmenő feszültség egy fix előfeszítő áramkörön belül egyenlő a tápfeszültséggel, mint az RC
Az egy- és a kettős aljegyzet rövid áttekintése érdekében emlékezzen arra, hogy:

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

ahol a VCE jelzi a kollektorról az emitterre áramló feszültséget, ott a VC és a VE a kollektorból és az emitterből a föld felé haladó feszültség. De itt, mivel VE = 0 V, megvan

VCE = VC -------- (4.8)
Azért is, mert van,
VBE = VB - ÉS -------- (4.9)
és mivel VE = 0, végül megkapjuk:
VBE = VB -------- (4.10)

Kérjük, ne feledje a következő pontokat:

Az olyan feszültségszintek mérése közben, mint a VCE, ügyeljen arra, hogy a voltmérő piros szondáját a kollektor csapjára, a fekete szondáját pedig az emitter csapjára helyezze, az alábbi ábra szerint.