Finora abbiamo studiato l'analisi BJT dipendente dal livello di β rispetto al loro corrispondente punti di lavoro (punto Q) . In questa discussione vedremo come una data condizione del circuito può aiutare a determinare la possibile gamma di punti operativi o Q-point e nello stabilire l'effettivo Q-point.

Cos'è l'analisi della linea di carico

In qualsiasi sistema elettronico il carico applicato su un dispositivo a semiconduttore produrrà generalmente un impatto significativo sul punto di funzionamento o sulla regione di funzionamento di un dispositivo.

Se un'analisi viene eseguita attraverso un disegno grafico, saremo in grado di tracciare una linea retta attraverso le caratteristiche del dispositivo per stabilire il carico applicato. L'intersezione della linea di carico con le caratteristiche del dispositivo può essere utilizzata per determinare il punto di funzionamento o il punto Q del dispositivo. Questo tipo di analisi è, per ragioni apparenti, noto come analisi della linea di carico.

Come implementare l'analisi della linea di carico

Il circuito mostrato nella seguente Fig 4.11 (a) determina un'equazione di output che fornisce una relazione tra le variabili IC e VCE come mostrato di seguito:

VCE = VCC - ICRC (4.12)

In alternativa, le caratteristiche di uscita del transistor come mostrato nel diagramma (b) sopra forniscono anche la relazione tra le due variabili IC e VCE.

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Questo essenzialmente ci aiuta a ottenere un'equazione basata sullo schema circuitale e una gamma di caratteristiche attraverso una rappresentazione grafica che funziona con variabili simili.

Il risultato comune dei due si stabilisce quando i vincoli da essi definiti sono soddisfatti simultaneamente.

In alternativa questo può essere inteso come soluzioni ottenute da due equazioni simultanee, in cui una è impostata con l'aiuto dello schema circuitale, mentre l'altra dalle caratteristiche della scheda tecnica BJT.

Nella Fig. 4.11b possiamo vedere le caratteristiche IC vs VCE del BJT, quindi ora siamo in grado di sovrapporre una linea retta descritta dall'Eq (4.12) sulle caratteristiche.

Il metodo più semplice per tracciare l'Eq (4.12) sulle caratteristiche potrebbe essere eseguito dalla regola che dice che ogni linea retta è determinata da due punti distinti.

Selezionando IC = 0mA, troviamo che l'asse orizzontale diventa la linea in cui uno dei punti prende la sua posizione.

Anche sostituendo IC = 0mA nell'Eq (4.12) si ottiene:

Ciò determina uno dei punti per la retta, come indicato nella figura 4.12 di seguito:

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Ora se scegliamo VCE = 0V, questo imposta l'asse verticale come la linea in cui il nostro secondo punto prende la sua posizione. Con questa situazione, ora siamo in grado di scoprire che IC può essere valutato dalla seguente equazione.

che può essere chiaramente visto in Fig. 4.12.

Collegando i due punti come determinato dalle Eq. (4.13) e (4.14), si potrebbe tracciare una linea retta come stabilito dall'Eq 4.12.

Questa linea come si vede nel grafico Fig 4.12 è riconosciuta come linea di carico poiché è caratterizzato dalla resistenza di carico RC.

Risolvendo il livello stabilito di IB, il punto Q effettivo potrebbe essere fissato come mostrato in Fig 4.12

Se variando la grandezza di IB variando il valore RB, troviamo che il punto Q si sposta verso l'alto o verso il basso lungo la linea di carico, come illustrato nella Fig. 4.13.

Se manteniamo un VCC costante e cambiamo solo il valore di RC, troviamo che la linea di carico si sposta come indicato in Fig 4.14.

Se manteniamo IB costante, troviamo il punto Q che cambia la sua posizione come indicato nella stessa figura 4.14 e se manteniamo costante RC, e variando solo VCC, vediamo la linea di carico che si muove come mostrato in Fig 4.15