Рабочая точка транзистора: выбор и настройка для оптимальной работы усилителя

Как правильно выбрать рабочую точку транзистора. Каковы основные параметры рабочей точки. Какие существуют методы задания рабочей точки транзистора. Как рассчитать положение рабочей точки усилительного каскада.

Что такое рабочая точка транзистора

Рабочая точка транзистора — это совокупность постоянных токов и напряжений на электродах транзистора в отсутствие входного сигнала. Положение рабочей точки определяет режим работы транзистора и его основные параметры.

Основные параметры рабочей точки транзистора:

• Ток коллектора I_к0
• Напряжение коллектор-эмиттер U_кэ0
• Ток базы I_б0
• Напряжение база-эмиттер U_бэ0

Правильный выбор рабочей точки обеспечивает оптимальные условия усиления сигнала и минимальные искажения.

Как выбрать положение рабочей точки транзистора

При выборе положения рабочей точки транзистора необходимо учитывать следующие факторы:

1. Требуемый режим работы усилителя (А, AB, B или C)
2. Допустимую мощность рассеяния на коллекторе
3. Требуемый коэффициент усиления
4. Допустимый уровень искажений
5. Диапазон рабочих температур

Для усилителя класса А рабочую точку выбирают примерно посередине линейного участка выходной характеристики транзистора. Это обеспечивает максимальный размах выходного сигнала и минимальные искажения.

Основные методы задания рабочей точки транзистора

Существует несколько основных методов задания рабочей точки биполярного транзистора:

1. Фиксированное смещение базы

В этом методе используется делитель напряжения на резисторах R1 и R2 для создания фиксированного напряжения смещения на базе транзистора. Простая схема, но чувствительна к разбросу параметров транзистора.

2. Эмиттерная стабилизация

Добавление резистора в цепь эмиттера создает отрицательную обратную связь по току, стабилизирующую рабочую точку. Этот метод менее чувствителен к разбросу параметров транзистора.

3. Коллекторная стабилизация

Часть напряжения с коллекторной нагрузки подается на базу транзистора через резистор обратной связи. Обеспечивает хорошую температурную стабилизацию.

Расчет рабочей точки усилительного каскада

Для расчета положения рабочей точки усилительного каскада на биполярном транзисторе выполняют следующие шаги:

1. Выбирают напряжение питания E_к и ток коллектора I_к0
2. Рассчитывают сопротивление коллекторной нагрузки R_к
3. Определяют напряжение коллектор-эмиттер U_кэ0
4. Рассчитывают ток базы I_б0 = I_к0 / β
5. Выбирают напряжение база-эмиттер U_бэ0 (обычно 0.6-0.7 В)
6. Рассчитывают сопротивления делителя базового смещения R1 и R2

После этого строят нагрузочную прямую и определяют точное положение рабочей точки на выходных характеристиках транзистора.

Влияние температуры на положение рабочей точки

Температура оказывает существенное влияние на положение рабочей точки транзистора. При повышении температуры:

• Увеличивается обратный ток коллекторного перехода
• Уменьшается напряжение база-эмиттер
• Увеличивается коэффициент передачи тока β

Это приводит к смещению рабочей точки и изменению режима работы усилителя. Для стабилизации положения рабочей точки применяют различные схемы температурной компенсации.

Проверка правильности выбора рабочей точки

Для проверки правильности выбора рабочей точки транзисторного усилителя можно использовать следующие методы:

1. Измерение постоянных токов и напряжений на электродах транзистора
2. Анализ формы выходного сигнала на осциллографе
3. Измерение коэффициента усиления и уровня искажений
4. Проверка температурной стабильности рабочей точки

При необходимости производят корректировку положения рабочей точки путем подбора элементов схемы смещения.

Рекомендации по выбору рабочей точки для различных типов усилителей

При выборе рабочей точки для различных типов усилителей следует учитывать следующие рекомендации:

• Для усилителя класса А рабочую точку выбирают посередине линейного участка характеристики
• В усилителях класса B рабочая точка находится вблизи точки отсечки
• Для усилителей класса AB рабочую точку смещают немного выше точки отсечки
• В усилителях класса C рабочая точка лежит в области отсечки

Правильный выбор рабочей точки позволяет реализовать требуемый режим работы усилителя и добиться оптимальных параметров.

Рабочая точка — CoderLessons.com

Когда рисуется линия, соединяющая точки насыщения и обрезания, такую ​​линию можно назвать линией загрузки . Эта линия, проведенная над кривой выходной характеристики, вступает в контакт в точке, называемой рабочей точкой .

Эта рабочая точка также называется точкой покоя или просто Q-точкой . Таких точек пересечения может быть много, но точка Q выбирается таким образом, что независимо от размаха сигнала переменного тока транзистор остается в активной области.

На следующем графике показано, как представить рабочую точку.

Рабочая точка не должна быть нарушена, поскольку она должна оставаться стабильной для достижения точного усиления. Следовательно, точка покоя или Q-точка – это значение, при котором достигается верное усиление .

Верное Усиление

Процесс увеличения силы сигнала называется усилением . Это усиление, когда оно выполняется без потерь в компонентах сигнала, называется точным усилением .

Достоверное усиление – это процесс получения полных порций входного сигнала за счет увеличения уровня сигнала. Это делается, когда на его вход подается сигнал переменного тока.

На приведенном выше графике входной сигнал полностью усиливается и воспроизводится без потерь. Это можно понимать как верное усиление .

Рабочая точка выбрана таким образом, чтобы она находилась в активной области и помогала воспроизводить полный сигнал без потерь.

Если рабочая точка считается вблизи точки насыщения, то усиление будет таким же, как при.

Если рабочая точка считается близкой к точке среза, то усиление будет таким же, как при.

Следовательно, расположение рабочей точки является важным фактором для достижения точного усиления. Но для того, чтобы транзистор функционировал должным образом в качестве усилителя, его входная схема (т. Е. Соединение база-эмиттер) остается смещенной в прямом направлении, а его выходная цепь (т. е. соединение коллектор-база) остается смещенной в обратном направлении.

Таким образом, усиленный сигнал содержит ту же информацию, что и во входном сигнале, тогда как мощность сигнала увеличивается.

Ключевые факторы для верного усиления

Чтобы обеспечить точное усиление, должны быть выполнены следующие основные условия.

• Собственный нулевой ток коллектора
• Минимальное правильное напряжение базы-эмиттера (V _BE ) в любой момент.
• Минимальное правильное напряжение коллектор-эмиттер (V _CE ) в любой момент.

Выполнение этих условий гарантирует, что транзистор работает над активной областью, имеющей прямое смещение входа и обратное смещение выхода.

Собственный ток коллектора нулевого сигнала

Чтобы понять это, давайте рассмотрим схему NPN-транзистора, как показано на рисунке ниже. Соединение база-эмиттер смещено вперед, а соединение коллектор-эмиттер смещено обратно. Когда сигнал подается на вход, переход база-эмиттер NPN-транзистора смещается вперед для положительного полупериода входа и, следовательно, он появляется на выходе.

Для отрицательного полупериода тот же самый переход становится обратным смещением, и, следовательно, цепь не проводит. Это приводит к неверному усилению, как показано на рисунке ниже.

Давайте теперь введем аккумулятор V _BB в базовую цепь. Величина этого напряжения должна быть такой, чтобы переход база-эмиттер транзистора оставался в прямом смещении даже для отрицательного полупериода входного сигнала. Когда входной сигнал не подается, в цепи течет постоянный ток из-за V _BB . Это известно как нулевой ток коллектора сигнала I _C.

Во время положительного полупериода входа, соединение база-эмиттер более смещено вперед, и, следовательно, ток коллектора увеличивается. Во время отрицательного полупериода входа входное соединение меньше смещено вперед и, следовательно, ток коллектора уменьшается. Следовательно, оба выходных цикла появляются на выходе и, следовательно, точные результаты усиления , как показано на рисунке ниже.

Следовательно, для точного усиления должен протекать ток коллектора нулевого сигнала. Значение нулевого тока коллектора сигнала должно быть, по крайней мере, равно максимальному току коллектора только из-за сигнала.

Правильный минимум V

_BE в любой момент

Минимальное напряжение базы-эмиттера V _BE должно быть больше, чем напряжение включения для прямого смещения соединения. Минимальное напряжение, необходимое для проводимости кремниевого транзистора, составляет 0,7 В, а для германиевого транзистора – 0,5 В. Если напряжение V _BE базового эмиттера больше этого напряжения, потенциальный барьер преодолевается, и, следовательно, ток базы и токи коллектора резко возрастают.

Следовательно, если V _BE падает для любой части входного сигнала, эта часть будет усилена в меньшей степени из-за результирующего малого тока коллектора, что приводит к неверному усилению.

Правильный минимум V

_CE в любой момент

Чтобы добиться точного усиления, напряжение эмиттера коллектора V _CE не должно опускаться ниже напряжения включения, которое называется напряжением на колене . Если V _CE меньше напряжения колена, основание коллектора коллектора не будет правильно смещено в обратном направлении. Тогда коллектор не сможет притягивать электроны, испускаемые эмиттером, и они будут течь к основанию, что увеличивает базовый ток. Таким образом, значение β падает.

Следовательно, если значение V _CE падает для какой-либо части входного сигнала, эта часть будет умножена в меньшей степени, что приведет к неверному усилению. Таким образом, если V _CE больше, чем V _KNEE, соединение коллектор-база правильно смещено обратно, и значение β остается постоянным, что приводит к точному усилению.

Как определить рабочую точку транзистора

Режим по постоянному току задается с помощью резисторов Rб, Rк и источника питания Uип рис. Уравнение для входной цепи согласно второму закону Кирхгофа имеет вид. Для выходной цепи уравнение по второму закону Кирхгофа имеет вид. Рассмотрим принцип работы усилителя на примере простейшей схемы рис. Усиливаемый сигнал U вх подается на базу транзистора через конденсатор C1 большой емкости.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Рабочая точка транзисторного каскада
• Понятие рабочей точки (РТ)
• 3. Выбор рабочей точки транзистора в усилительном каскаде
• КАК ВЫБРАТЬ ПОЛОЖЕНИЕ РАБОЧЕЙ ТОЧКИ
• 10.2. Задание рабочей точки в транзисторном каскаде
• 8. 4.2 Выбор рабочей точки и графический анализ
• Рабочая точка транзистора
• Понятие рабочей точки (РТ)

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Принципы обеспечения заданного положения ИРТ. Часть 1

Рабочая точка транзисторного каскада

Упражнения Расчет и исследование параметров рабочей точки в транзисторных каскадах Методические указания Транзистор характеризуется двумя семействами вольт-амперных характеристик ВАХ : входных и выходных ВАХ.

Семейство входных ВАХ представляет собой зависимость тока Iв от напряжения Uвэ при различных значениях напряжения Uкэ: Ниже изложены некоторые из них.

Графоаналитический метод Этот метод основан на непосредственном использовании ВАХ транзистора, представленных в графическом виде. Рассмотрим схему транзисторного каскада с ОЭ, представленную на рис. Для тока базы, можно записать следующие уравнения: Решение системы в графическом виде представлено на рис. Оно представляет собой точку пересечения кривых 1 и 2.

Кривая 1 представляет собой входную ВАХ транзистора уравнение Кривая 2 является нагрузочной линией и описывается уравнением Для выходной цепи транзистора, то есть для цепи коллектора, можно записать следующие уравнения: Уравнение На puc, Уравнение Выходная ВАХ и нагрузочная прямая пересекаются в точке С, которая является решением системы уравнений Координаты точки С, т.

Аналитический метод При использовании этого метода решение систем уравнений Поскольку уравнения Один из способов решения таких систем заключается в линеаризации нелинейных уравнений. На рис. Предлагается аппроксимировать её прямой линией прямая 2. В ряде случаев в полученном выражении Предлагается аппроксимировать эту ВАХ прямой линией.

Уравнение для такой аппроксимации имеет вид: В выражении В большинстве случаев в полученном выражении Поэтому с достаточной для практики точностью это выражение можно упростить: Рассмотрим схему, изображенную на рис.

Ранее эта схема была рассчитана графоаналитическим способом. Используя выражение Этот метод основан на замене транзистора его эквивалентной схемой другое название -схема замещения. Для получения эквивалентной схемы можно воспользоваться аналитическими выражениями для входной и выходной ВАХ транзистора.

Линеаризованная входная ВАХ транзистора описывается выражением В соответствии с этим выражением входная цепь транзистора представляется последовательно соединенными источником напряжения Uвэо и сопротивлением rвх рис. Линеаризованная выходная характеристика транзистора описывается выражением Согласно этому выражению эквивалентная схема рис.

Она пригодна для расчета как постоянных, так и переменных составляющих токов и напряжений. Однако для каждой из этих составляющих целесообразно представить эквивалентную схему в упрощенном виде. Расчет переменных составляющих будет рассмотрен в следующем разделе. Для постоянных составляющих, как было указано выше, можно использовать упрощенное выражение В соответствии с этим выражением эквивалентная схема транзистора существенно упрощается рис.

Для расчета постоянных составляющих транзистор следует заменять его упрощенной схемой рис.

Если принять во внимание выражение В условиях задач характеристики транзисторов могут быть представлены как в графическом виде, так и в линеаризованном. При решении задач в первом случае используется графоаналитический метод, во втором — аналитический метод или метод эквивалентных схем.

Поскольку каждый из режимов работы транзистора характеризуется своими параметрами и имеет свою эквивалентную схему, то для расчета электронных схем необходимо, прежде всего, выяснить, в каком режиме работает транзистор.

Они описываются следующими выражениями:! В рассматриваемых задачах транзистор работает в усилительном режиме. Эквивалентная схема транзистора в усилительном режиме приведена на. Рассмотрим границы существования усилительного режима работы транзистора в схеме, представленной на рис.

Эмиттер-ньш переход транзистора закрыт, ток базы 1в и ток коллектора 1ц равны нулю в цепи кол- лектора и в цепи базы текут тепловые токи, значения которых пренебрежимо малы.

На резисторе RK отсутствует падение напряжения, выходное напряжение Uвыx равно напряжению источника питания Ек. Как только возрастающее входное напряжение превысит величину UБЭО транзистор переходит в усилительный режим работы. В этом режиме ток базы продолжает возрастать, а ток коллектора и выходное напряжение не изменяются. Для построения графической зависимости выходного напряжения от входного см. После этого левее границы U1 и правее границы U2 провести горизонтальные линии линия отсечки и линия насыщения , а сами граничные точки соединить наклонной линией линия усилительного режима.

После теоретического расчета схемы усилителя Вам предлагается проверить его правильность с помощью программы Electronics Workbench. При проверке следует помнить, что длярасчета использовались упрощенные эквивалентные схемы, в которых реальный транзистор заменен его моделью. В условиях задач также заданы идеализированные характеристики транзистора и линеаризованные зависимости.

В связи с вышесказанным, при моделировании задач могут возникать определенные проблемы. В условиях задач заданы линеаризованные зависимости выходных величин от входных. В реальности же дело обстоит несколько иначе см, рис. Рассмотрим аналитический метод решения задач на примере схемы рис.

Найти: Напряжение Uкэ. Преобразуем источник тока с сопротивлением R в источник напряжения с внутренним сопротивлением R по закону Ома. В результате преобразования получим схему, изображенную на рис. Заменяя транзистор эквивалентной схемой рис. Задачи для самостоятельного исследования Задание рабочей точки, транзисторного каскада На.

Нужно определить один из параметров транзистора: коэффициент передачи тока базы B DC2 или входное сопротивление Rвх3- В каждом варианте дана зависимость выходного сигнала от входного воздействия. Все приведенные характеристики охватывают три режима работы транзистора: режим отсечки, усилительный режим и режим насыщения. В этом режиме справедливы выражения Схемы, поясняющие условия задач, в которых входное сопротивление транзистора пренебрежимо мало В дальнейшем в тексте задач параметр B DC обозначается просто р.

В этом задании рассчитываются постоянные составляющие токов и напряжений. Динамическое входное сопротивление, определяемое изменением разности потенциалов на базе транзистора, равно нулю, поэтому полное входное сопротивление определяется омическим сопротивлением базы и может быть смоделировано с помощью резистора RBX последовательно подключенного к базе транзистора.

Рекомендации по выполнению работы: 1. Создайте при помощи Electronics Workbench одну из схем, изображенных на рис. Схемы представляют два случая: входное сопротивление транзистора пренебрежимо мало и входное сопротивление транзистора сопоставимо по величине с сопротивлением резисторов на входе схемы.

Подставьте в схему заданные и рассчитанные значения номиналов элементов. Выберите указанный в условии задачи тип транзистора.

В библиотеках версии 4. После этого имя файла библиотеки будет появляться в окне Models при выборе типа транзистора. В этой библиотеке вы найдете нужные транзисторы. Для редактирования характеристик транзистора откройте окно свойств транзистора. Это можно проделать, дважды щелкнув на его изображении, или выбрав пункт Component Properties из меню Circuit. В открывшемся окне будет подсвечен транзистор, установленный в схеме.

Для редактирования характеристик нажмите кнопку Edit. Статический коэффициент передачи тока устанавливается в строке Forward current gain coefficient B F , пороговое напряжение Uвэо устанавливается в строке В-Е junction potential 0Е. Затем нажмите Accept для сохранения установленных параметров и Accept для возврата к схеме. Для моделирования входного сопротивления транзистора используется резистор, последовательно подключенный к его базе.

Значком » отмечены данные, не использующиеся для расчетов, но нужные для моделирования задачи. Включите схему. Подключите приборы. Сравните с расчетным значением. Задачи Задача Найти: р. Задача Дано: Транзистор 2N Найти: B. Найти: Rвх. Дано: Транзистор Q2NA.

Понятие рабочей точки (РТ)

В этом разделе рассматриваются различные способы задания рабочей точки транзисторного каскада с общим эмиттером. Цель 1. Построение нагрузочной линии транзисторного каскада. Задание рабочей точки транзисторного каскада 3. Исследование параметров рабочей точки транзистора. Исследование условий для перевода транзистора в режим насыщения и отсечки.

Т.е., например, значение коллекторного тока транзистора, соответствующее исходной рабочей точке (рабочей точке по постоянному току), будет.

3. Выбор рабочей точки транзистора в усилительном каскаде

Положение начальной рабочей точки определяется полярностью и значением напряжения смещения на электродах транзистора. Существует две основные схемы, которые позволяют осуществить подачу смещения от источников питания. Такие схемы называются схемами смещения фиксированным током или фиксированным напряжением. В данной схеме рис. Для приближенных расчетов U ОБ можно убрать, т. Отсюда следует, что при установленных Е К иR Б , ток базы равный останется тем же при замене транзистора или при изменении температуры. В данной схеме формируется и фиксируется напряжение на базе транзистора VT1, которое создаётся делителем напряжения на резисторахR 1 иR 2.

КАК ВЫБРАТЬ ПОЛОЖЕНИЕ РАБОЧЕЙ ТОЧКИ

Рабочая точка транзистора перемещается из области отсечки в область насыщения через активную область. Вкл зависит от частотных свойств транзистора и от величины тока базы. Ток диода в этом интервале времени уменьшается. Рабочая точка транзистора выбирается в начале характернати-ки тока стока. Рабочую точку транзистора можно получить путем проведения нагрузочной линии точно так же, как для электронной лампы.

Анализ работы любого усилительного устройства удобно начинать с изучения его вольт-амперных характеристик.

10.2. Задание рабочей точки в транзисторном каскаде

Для достижения максимального выходного напряжения следует прежде всего выбрать наибольшее напряжение питания, значение которого ограничивается допустимым напряжением стока транзистора. Чтобы найти нагрузочное сопротивление, при котором получается максимальное неискаженное выходное напряжение, определим последнее как полуразность между напряжением источника питания Е п и напряжением насыщения равным напряжению отсечки. Разделив это напряжение на выбранное значение тока стока в рабочей точке I с , получим оптимальное значение нагрузочного сопротивления:. Минимальное значение рассеиваемой мощности достигается при минимальных напряжении и токе стока. Этот параметр важен для портативной аппаратуры, работающей от батарейных источников питания.

8.4.2 Выбор рабочей точки и графический анализ

H- параметры транзистора Добрый день! Мне сказали, что можно определить сопротивления базы и эмиттера через h-параметры Параметры транзистора по ВАХ Для транзистора МП41 в схеме с общей базой, семейство выходных характеристик которого приведено на Состав полевого транзистора Добрый день! Подскажите, пожалуйста, что входит в состав полевого транзистора какие металлы или их

Ток базы транзистора определяется как ток через сопротивление в цепи базы Rб Рабочая точка определяется пересечением нагрузочной прямой и .

Рабочая точка транзистора

Другими словами, для транзистора, включенного по схеме ОЭ, входная статическая характеристика представляет собой зависимость тока базы от напряжения на базе при неизменном напряжении на коллекторе. Если напряжение на коллекторе меняется, то характеристика тоже изменяется. Обычно снимают не одну, а семейство входных характеристик для различных напряжений U K 3. Выходной статической характеристикой рис.

Понятие рабочей точки (РТ)

Рабочая точка транзисторного каскада в статическом режиме задается током базы и напряжением на коллекторе. Базовый ток транзистора в схеме рисунок 2. Он может быть также определен как точка пересечения входной ВАХ транзистора и линии нагрузки цепи базы точка 1 на рисунке 2. Рисунок 2. В режиме отсечки ток коллектора равен нулю и не создает на резисторе R K падения напряжения. Следовательно, напряжение максимально и равно напряжению источника питания Е к.

Цель работы: исследование параметров рабочей точки биполярного транзистора БТ и условий для перевода БТ в режим насыщения и отсечки. Задание тока базы с помощью резистор d38gb а.

Рабочая точка должна быть выбрана примерно посередине между режимами отсечки и насыщения на ближайшей выходной характеристике. Так как в нашем случае рабочая точка попадает между характеристиками и рисунок 2. Ещё один параметр определяем по входной ВАХ рисунок 2. Несмотря на то, что напряжение коллектор-эмиттер для расчёта выбираем именно характеристику , потому что для активного режима эти характеристики практически совпадают. Таким образом, транзистор будет работать в выбранном режиме при напряжении смещения:.

Компьютерные сети Системное программное обеспечение Информационные технологии Программирование. Существует два основных способа установки рабочей точки БТ по постоянному току, представленных на рис Это схема с фиксированным напряжением на базе и схема с фиксированным током базы. Рабочая точка БТ формируется одновременно в системе координат входных и выходных ВАХ, и для обоих случаев установки рабочей точки и являются величинами, которые задаются значениями ,.

Исследование рабочей точки постоянного тока

: транзистор BJT | Блог Advanced PCB Design

Баланс между работой и личной жизнью имеет разное значение для разных людей. Что касается меня, я буду поглощен работой в будние дни, не делая никакого полноценного отдыха между ними. Единственным исключением является воскресенье, когда я провожу весь день, приклеенный к Netflix, играм или любым другим стоящим дома занятиям.

Меня давно критикуют за неуравновешенный образ жизни. Этого нельзя отрицать, но, по крайней мере, у меня есть хорошее представление о том, как я действую между работой и отдыхом. Кроме того, я очень интересовался тем, как работают транзисторы BJT, поскольку они имеют очень динамичную характеристику. Другими словами, понимание рабочей точки постоянного тока является обязательным, если вы работаете с транзисторами.

Что такое рабочая точка постоянного тока

Транзистор BJT, возможно, является одним из самых интересных базовых электронных компонентов. Технически это комбинация двух PN-переходов или диодов, собранных в одном корпусе. Транзистор функционирует как переключатель тока, где наличие тока базы активирует переход коллектор-эмиттер (CE) для прохождения тока коллектора.

Есть несколько интересных параметров при разработке транзистора BJT, одним из которых является рабочая точка постоянного тока. Рабочая точка постоянного тока, также известная как точка покоя или точка Q, относится к состоянию транзистора, когда на компонент не подается входной ток.

На графике рабочая точка постоянного тока представляет собой пересечение линии тока базы и линии нагрузки постоянного тока. Это означает, что вам нужно построить линию нагрузки постоянного тока, чтобы определить рабочую точку постоянного тока транзистора. Процесс прост, так как соотношение между Ic и Vce определяется как

Vcc = Vce + IcRc

базовый резистор (Rb). Решение уравнения для Vce =0 и Ic =0 даст вам значение по обеим осям. Поскольку уравнение является линейным, соединение линии между обоими значениями даст линию нагрузки постоянного тока. Для известного I _b , рабочая точка постоянного тока может быть определена на графике.

Рабочая точка постоянного тока и смещение транзистора

К этому моменту вы хорошо поняли, что такое рабочая точка постоянного тока. Однако, что более важно, важно понимать влияние рабочей точки постоянного тока на смещение транзистора. Транзистор работает в активной области, в области отсечки и насыщения, где его поведение изменяется соответствующим образом.

В зависимости от того, для чего предназначен транзистор, вам нужно поддерживать рабочую точку постоянного тока в определенном диапазоне. Например, если вы строите усилитель класса А, вам нужно, чтобы рабочая точка постоянного тока находилась в середине активной области. Если он находится вблизи насыщения или отсечки, это приведет к обрезанию или искажению входного сигнала переменного тока.

В то же время существуют определенные типы усилителей, которые предназначены для работы в области отсечки или насыщения. Усилитель класса B, который усиливает только положительную половину входного сигнала и удаляет отрицательную часть, имеет рабочую точку постоянного тока, установленную в области отсечки.

Важность анализа рабочей точки постоянного тока

Возможно, следующее предположение, которое у вас возникнет, будет состоять в том, что смещение транзистора — это кусок пирога. В конце концов, что может пойти не так с настройкой рабочей точки транзистора по постоянному току? Суровая правда заключается в том, что установка пары резисторов — это еще не конец задачи.

В зависимости от конфигурации некоторые цепи смещения ненадежны. Схема смещения с фиксированной базой, точно показанная на приведенной выше диаграмме, проста в исполнении, но имеет тенденцию к нестабильности в активном режиме. Кроме того, рабочая точка постоянного тока может колебаться из-за различных температур.

Небольшое улучшение достигается с помощью следующей схемы, в которой транзистор настроен на смещение обратной связи коллектора. Отрицательная обратная связь, создаваемая через Rb, гарантирует, что рабочая точка постоянного тока всегда остается в активной области.

Лучшая стабильность достигается за счет смещения делителя напряжения, как показано на схеме ниже. Эта конфигурация гарантирует, что рабочая точка постоянного тока полностью независима от значения β и не зависит от внешних элементов схемы. Значение β здесь представляет собой коэффициент усиления по постоянному току и представляет соотношение между большими токами и малыми токами смещения.

Существует множество факторов, которые могут повлиять на рабочую точку транзистора по постоянному току. Ручное построение возможных переменных и результатов будет утомительным и, вероятно, не самым мудрым вариантом. Вместо этого лучше получить инструменты компоновки и анализа от Cadence. Целесообразно использовать инструмент SPICE, который работает вместе с программным обеспечением для проектирования печатных плат, таким как PSpice Simulator.

Если вы хотите узнать больше о том, как у Cadence есть решение для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов.

Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.

Подпишитесь на LinkedIn Посетите вебсайт Больше контента от Cadence PCB Solutions

УЧИТЬ БОЛЬШЕ

Что такое рабочая точка в транзисторе? Точка Q Пояснение

Распространяйте любовь

Здесь мы обсуждаем Какова рабочая точка транзистора? или точка добротности транзистора? . Здесь мы также знаем, как найти точку Q транзистора BJT .

Рабочая точка — это определенная точка на выходных характеристиках транзистора, в которой мы получаем хорошее смещение для этого транзистора. Рабочая точка — это точка, которую мы можем получить из значений тока коллектора Ic и напряжения базы коллектора Vcb, когда на транзистор не подается входной сигнал.

Итак, если мы хотим назвать рабочую точку? в одной строке, поэтому мы можем сказать, что

«Нулевые значения тока коллектора (Ic) и напряжения коллектор-база (Vcb) известны как рабочая точка для этого транзистора».

Она называется рабочей точкой, потому что в этой точке происходят изменения Ic и Vce при подаче входного сигнала. Эта точка также называется точкой Q или точкой покоя (молчания), потому что это точка выходных характеристик, когда транзистор молчит, то есть при отсутствии сигнала. Для рабочей точки нам нужно найти линию нагрузки.

Чтобы найти рабочую точку, сначала нужно найти точки нагрузочной линии (A и B) на Ic и Vce. Для общей цепи смещения транзистора уравнение выходной цепи

Vce = Vcc – IcRc

Выходные характеристики этого транзистора показывают график между Ic и Vce. Для нахождения точек пересечения линии нагрузки с осью X и осью Y берем одну за другой Ic=0, а затем Vce=0.

Во-первых, мы принимаем Ic = 0, так что

Vce = Vcc

Это значение точки B будет Vcc. Если мы возьмем Vce=0, то

Ic = Vcc/Rc

Таким образом, значение точки A будет равно Vcc/Rc.

Итак, теперь мы уже нашли две точки (A и B) этой грузовой линии. Итак, , когда мы рисуем эту линию нагрузки, точка, в которой линия нагрузки пересекается с Ib, называется рабочей точкой или точкой q. Надеюсь, вы хорошо знаете рабочую точку. Давайте посмотрим, как найти рабочую точку на примере или проблеме.

Пример:

Вопрос . Как показано на схеме ниже, (i) если Vcc = 12 В и Rc = 6 кОм, начертите линию нагрузки постоянного тока. Какой будет точка добротности, если базовый ток нулевого сигнала равен 20 мкА, а β = 50?

Здесь напряжение коллектор-эмиттер Vce определяется как Таким образом, ic будет 12/2 A = 6 A.