Transistor Load Line Analysis

Finora abbiamo discusso diverse regioni di funzionamento per un transistor. Ma tra tutte queste regioni, abbiamo scoperto che il transistor funziona bene nella regione attiva e quindi è anche chiamato comelinear region. Le uscite del transistor sono la corrente del collettore e le tensioni del collettore.

Caratteristiche di output

Quando vengono considerate le caratteristiche di uscita di un transistor, la curva appare come di seguito per diversi valori di ingresso.

Nella figura sopra, le caratteristiche di uscita sono tracciate tra la corrente del collettore I_C e tensione del collettore V_CE per diversi valori di corrente di base I_B. Questi sono considerati qui per diversi valori di input per ottenere diverse curve di output.

Punto operativo

Quando si considera un valore per la massima corrente possibile del collettore, quel punto sarà presente sull'asse Y, che non è altro che il saturation point. Inoltre, quando si considera un valore per la massima tensione possibile dell'emettitore del collettore, quel punto sarà presente sull'asse X, che è ilcutoff point.

Quando viene tracciata una linea che unisce questi due punti, tale linea può essere chiamata come Load line. Questo è chiamato così in quanto simboleggia l'output al carico. Questa linea, quando tracciata sulla curva caratteristica di uscita, fa contatto in un punto chiamato comeOperating point.

Questo punto operativo è anche chiamato come quiescent point o semplicemente Q-point. Possono esserci molti di questi punti di intersezione, ma il punto Q è selezionato in modo tale che indipendentemente dall'oscillazione del segnale CA, il transistor rimane nella regione attiva. Questo può essere meglio compreso attraverso la figura seguente.

La linea di carico deve essere tracciata per ottenere il punto Q. Un transistor agisce come un buon amplificatore quando si trova nella regione attiva e quando è fatto funzionare al punto Q, si ottiene un'amplificazione fedele.

Faithful amplificationè il processo per ottenere porzioni complete del segnale di ingresso aumentando la potenza del segnale. Ciò viene fatto quando il segnale CA viene applicato al suo ingresso. Questo è discusso nel tutorial AMPLIFICATORI.

Linea di carico CC

Quando al transistor viene data la polarizzazione e nessun segnale viene applicato al suo ingresso, la linea di carico tracciata in tale condizione, può essere intesa come DCcondizione. Qui non ci sarà amplificazione in quanto il segnale è assente. Il circuito sarà come mostrato di seguito.

Il valore della tensione dell'emettitore del collettore in un dato momento sarà

$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$

Poiché V _CC e R _C sono valori fissi, quella sopra è un'equazione di primo grado e quindi sarà una linea retta sulle caratteristiche di uscita. Questa linea è chiamata comeD.C. Load line. La figura seguente mostra la linea di carico CC.

Per ottenere la linea di carico, devono essere determinati i due punti finali della linea retta. Siano questi due punti A e B.

Per ottenere A

Quando collettore emettitore tensione V _CE = 0, la corrente di collettore è massima e pari a V _CC / R _C . Questo dà il valore massimo di V _CE . Questo è mostrato come

$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$

$$ 0 \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$

$$ I_ {C} \: = \: \ frac {V_ {CC}} {R_ {C}} $$

Questo dà il punto A (OA = V _CC / R _C ) sull'asse della corrente del collettore, mostrato nella figura sopra.

Per ottenere B

Quando la corrente del collettore IC = 0, la tensione dell'emettitore del collettore è massima e sarà uguale al VCC. Questo dà il valore massimo di IC. Questo è mostrato come

$$ V_ {CE} \: = \: V_ {CC} \: - \: I_ {C} R_ {C} $$

$$ = \: V_ {CC} $$

(Come I _C = 0)

Questo dà il punto B, che significa (OB = V _CC ) sull'asse della tensione dell'emettitore del collettore mostrato nella figura sopra.

Quindi abbiamo determinato sia il punto di saturazione che quello di cutoff e abbiamo appreso che la linea di carico è una linea retta. Quindi, è possibile tracciare una linea di carico CC.

L'importanza di questo punto di lavoro è ulteriormente compresa quando viene fornito un segnale AC all'ingresso. Questo verrà discusso nel tutorial AMPLIFICATORI.