עד כה למדנו ניתוח BJT תלוי ברמת β לעומת המקביל שלהם נקודות הפעלה (נקודת Q) . בדיון זה נבדוק כיצד תנאי מעגל נתון יכולים לעזור בקביעת הטווח האפשרי של נקודות הפעלה או נקודות Q ובקביעת נקודת Q בפועל.
מהו ניתוח קו עומס
בכל מערכת אלקטרונית העומס המופעל על מכשיר מוליך למחצה בדרך כלל יפיק השפעה משמעותית על נקודת הפעולה או על אזור הפעולה של המכשיר.
אם ניתוח מתבצע באמצעות שרטוט גרף, נוכל לשרטט קו ישר על מאפייני המכשיר לקביעת העומס המופעל. ניתן להשתמש בצומת קו העומס עם מאפייני המכשיר לקביעת נקודת הפעולה או נקודת Q של המכשיר. ניתוח מסוג זה מכונה, מסיבות ברורות, ניתוח קו עומס.
כיצד ליישם ניתוח קווי עומס
המעגל המוצג באיור 4.11 (א) הבא קובע משוואת פלט המספקת קשר בין המשתנים IC ו- VCE כמוצג להלן:
VCE = VCC - ICRC (4.12)
לחלופין, מאפייני הפלט של הטרנזיסטור כפי שמוצג בתרשים (ב) לעיל מספקים גם את הקשר בין שני המשתנים IC ו- VCE.
זה בעצם עוזר לנו להשיג משוואה מבוססת תרשים מעגל ומגוון מאפיינים באמצעות ייצוג גרפי שעובד עם משתנים דומים.
התוצאה המשותפת מהשתיים נקבעת כאשר האילוצים שהוגדרו על ידם מתקיימים בו זמנית.
לחלופין ניתן להבין זאת כפתרונות המושגים משתי משוואות מקבילות, כאשר האחת מוגדרת בעזרת תרשים המעגל, ואילו השנייה ממאפייני גיליון הנתונים של BJT.
באיור 4.11b אנו יכולים לראות את המאפיינים IC לעומת VCE של ה- BJT, לכן כעת אנו יכולים להעלות קו ישר המתואר על ידי ה- Eq (4.12) על המאפיינים.
השיטה הקלה ביותר להתחקות אחר Eq (4.12) על פני המאפיינים יכולה להתבצע על ידי הכלל האומר שכל קו ישר נקבע על ידי שתי נקודות מובחנות.
בבחירת IC = 0mA, אנו מוצאים שהציר האופקי הופך לקו שבו אחת הנקודות תופסת את מיקומה.
כמו כן על ידי החלפת IC = 0mA ב- Eq (4.12) אנו מקבלים:
זה קובע את אחת הנקודות עבור הקו הישר, כפי שמצוין באיור 4.12 להלן:
כעת, אם אנו בוחרים VCE = 0V, זה מגדיר את הציר האנכי כקו שבו הנקודה השנייה שלנו תופסת את מיקומה. במצב זה, כעת אנו יכולים לגלות כי ניתן להעריך IC באמצעות המשוואה הבאה.
שניתן לראות בבירור באיור 4.12.
על ידי חיבור שתי הנקודות כפי שנקבעו על ידי אקווינטים. (4.13) ו- (4.14), קו ישר כפי שנקבע על ידי שווה 4.12 יכול להתוות.
קו זה כפי שנראה בתרשים איור 4.12 מוכר כ- קו עומס מכיוון שהוא מאופיין בנגד העומס RC.
על ידי פתרון הרמה שנקבעה של IB, ניתן לתקן את נקודת Q בפועל כפי שמוצג באיור 4.12
אם אנו משתנים את גודל IB על ידי שינוי ערך RB, אנו מוצאים את נקודת Q עוברת כלפי מעלה או מטה על פני קו העומס כפי שמתואר באיור 4.13.
אם אנו שומרים על VCC קבוע ומשנים רק את הערך של RC, אנו מוצאים את קו העומס משתנה כמצוין באיור 4.14.
אם אנו שומרים על IB קבוע, אנו מוצאים את נקודת Q המשנה את מיקומה כפי שמצוין באותה איור 4.14. ואם אנו שומרים על RC קבוע, ומשתנים רק VCC, אנו רואים את קו העומס נע כפי שמתואר באיור 4.15
פתרון דוגמה לניתוח קו עומסים מעשי
הפניה: https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)
קודם: חוק אוהם / חוק קירכהוף באמצעות משוואות דיפרנציאליות מסדר ראשון הבא: מעגל הטיה BJT מיוצב פולט
