Linha de carga BJT:uma melhor compreensão da função

Uma linha de carga BJT, ou um transistor de junção bipolar, fornece elétrons e lacunas de elétrons como portadores de carga. Ele permitia que uma pequena corrente fosse injetada em um de seus terminais. Ele pode então controlar uma corrente maior que flui entre dois terminais. Dispositivos com esse recurso podem amplificar ou alternar sinais.

A linha de carga BJT é um transistor que atua como chave para um circuito digital. Ele funciona como um amplificador em circuitos analógicos também. No geral, este transistor irá ajudá-lo a ligar e/ou desligar um interruptor.

Abaixo, veremos diferentes tipos de linhas de carga e como determinar o ponto Q em seu gráfico. Bem como dar uma resposta às decisões de design, bem como diferentes designs de placas.

1. O que é uma linha de carregamento no BJT?

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

(Linha de carga do diodo. O ponto de interseção fornece a corrente e a tensão reais.)

Uma linha de carregamento é uma linha reta que se baseia nas características de saída do transistor.

Você representa graficamente um circuito eletrônico não linear para determinar sua linha de carga. Como a linha indica, dispositivos não lineares, como diodos ou transistores, podem impor restrições a outras partes de um circuito. a presença de uma corrente de base ativará a junção coletor-emissor. Por sua vez, permitindo que uma corrente de coletor se mova.

Na linha de carga, você pode ver a relação entre corrente e tensão na parte linear do circuito e na malha.

2. Linha de carga do transistor

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

(Um diagrama de linha de carga)

O diagrama de linha de carga na parte superior é para uma carga resistiva em um circuito emissor comum. Ele destaca como o resistor de carga do coletor, RL, restringe a corrente e a tensão do circuito. Para cada valor de Ibase, a corrente indutiva do coletor do transistor, IC, plotada versus sua tensão de coletor, VCE. As interseções das curvas características da linha de carga e do transistor representam valores de circuito restrito, IC e VCE em diferentes correntes de base. É importante observar que a localização de sua análise e posicionamento da linha de carga está no IC.

Se o transistor pudesse passar todos os disponíveis atualmente, sem queda de tensão através dele, a corrente do coletor seria igual à tensão de alimentação, VCC, over, RL. É neste ponto que a linha de carga cruza o eixo vertical. No entanto, sempre existirá alguma tensão entre o coletor e o emissor, mesmo na saturação.

A corrente do transistor é mínima 0 quando a linha de carga cruza o eixo horizontal. Como resultado, uma tensão de alimentação inteira aparece como VCE, com quase nenhuma corrente de fuga passando pelo transistor.

3. Linhas de carga CC e CA

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

(Esboço do semicondutor)

Em circuitos semicondutores, você adiciona o sinal CA de entrada na CC para polarizar o semicondutor não linear para o ponto de operação correto, e a CC ajuda a polarizar o semicondutor não linear. É possível usar linhas de carga separadas para a análise de CC e CA.

À medida que você reduz os componentes reativos a zero, a linha de carga CC é um circuito equivalente CC. Permite circuitos abertos para substituir capacitores e curtos-circuitos para substituir indutores. Um ponto de operação DC, também conhecido como ponto Q, determina o ponto de operação DC correto.

Ao criar um fluxo de corrente da linha de carga CA através do ponto Q, pode-se definir o ponto de operação CC. Esta linha representa a carga CA no dispositivo, onde a inclinação corresponde à impedância CA voltada para o dispositivo, que geralmente é diferente da resistência CC.

Você pode determinar a tensão CA para uma relação de corrente do dispositivo por esta linha.

4. Métodos de análise de linha de carga BJT e análise de pontos q

(Uma equação de uma linha de carga)

A partir da interseção da linha de carga com as características do dispositivo, pode-se determinar o ponto de operação ou o ponto Q. Você pode chamar esse tipo de análise de análise de linha de carga. Para encontrar o ponto Q, você precisa usar a lei das tensões de Kirchhoff.

Análise DC

Você precisará fazer uma análise DC para encontrar o ponto Q. Você exclui todas as fontes de tensão CA de uma análise CC, pois as fontes de tensão CA são fontes de tensão CA. A análise DC se concentra exclusivamente em fontes DC. Devido à sua natureza aberta, você remove todos os capacitores em circuitos CC. Você pode encontrar todos os componentes antes e depois dos capacitores, incluindo o resistor, Rs, do circuito do transistor. Isso ajudará o diodo a permanecer em uma região ativa. Lembre-se de que não há sinal de entrada no terminal base.

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Tensão máxima do coletor-emissor e corrente máxima do coletor

Para resolver esta parte da equação, você precisa olhar para o eixo de tensão coletor-emissor. Se você observar a curva da região de saturação das curvas do coletor, encontrará a corrente máxima coletor-emissor do circuito. A interseção da curva no corte da região da curva do coletor informará a tensão máxima coletor-emissor do circuito específico para o qual você está fazendo a equação.

Encontrando a tensão de saída simétrica máxima Swing

Quando você deseja encontrar a oscilação de tensão de saída simétrica superior, você precisa usar a linha de carga CA e determinar até que ponto o IC varia do ponto Q real antes dos limites das regiões do revestimento.

Tomando a oscilação máxima da corrente de saída e multiplicando-a pela resistência da carga resistiva, a oscilação máxima da tensão de saída simétrica possível será a amplitude máxima da corrente de saída potencial.



(Mudanças nos pontos Q sob diferentes parâmetros do circuito)

Considerações finais

Para resumir tudo, uma linha de carga BJT também é conhecida como transistor de junção bipolar. No eixo Y aparecerá a corrente de coletor no máximo. Em outras palavras, este é o ponto de saturação. No eixo X, a tensão máxima coletor-emissor é mostrada quando um valor é calculado para ela.

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