I enkla termer kan förspänning i BJT definieras som en process där en BJT aktiveras eller slås PÅ genom att applicera en mindre DC-storlek över dess bas / emitterterminaler så att den kan leda en relativt större DC-storlek över dess samlaremitterterminaler.

Arbetet med en bipolär transistor eller BJT på DC-nivå styrs av flera faktorer, som inkluderar en rad arbetspunkter över enheternas egenskaper.

Under avsnitt 4.2 som förklaras i denna artikel kommer vi att kontrollera detaljerna om detta intervall av arbetspunkter för BJT-förstärkare. När de angivna likströmsmatningarna har beräknats kan en kretsdesign skapas för att bestämma den erforderliga arbetspunkten.

En mängd sådana konfigurationer undersöks i denna artikel. Varje modell som diskuteras kommer dessutom att identifiera stabiliteten i tillvägagångssättet, vilket betyder exakt hur känsligt systemet kan vara för en given parameter.

Även om många nätverk undersöks inom detta avsnitt har de en grundläggande likhet mellan bedömningarna av varje konfiguration på grund av följande upprepade användning av det avgörande grundförhållandet:

I de flesta situationer råkar basströmmen IB vara den allra första kvantiteten som behöver fastställas. När IB har identifierats, är förhållandena mellan ekv. (4.1) via (4.3) kan implementeras för att erhålla resten av kvantiteterna i fråga.

“rc bil elektronisk hastighetskontroll ”

Likheterna i utvärderingarna kommer att bli tydliga när vi går vidare med de efterföljande avsnitten.

Ekvationerna för IB är så mycket identiska för många av designen att en formel kan härledas från den andra genom att helt enkelt ta bort eller infoga ett eller två element.

Huvudsyftet med detta kapitel är att skapa en viss förståelse för BJT-transistorn som gör det möjligt för dig att implementera en DC-analys av nästan vilken krets som helst som har BJT-förstärkaren som ett element.

4.2 DRIFTSPUNKT

Ordet förspänning visas i titeln på denna artikel är en djupgående term som betyder implementering av likspänningar och för att bestämma en fast ström- och spänningsnivå i BJT.

För BJT-förstärkare skapar den resulterande likströmmen och spänningen en arbetspunkt på egenskaperna som etablerar regionen som blir idealisk för den erforderliga förstärkningen av den applicerade signalen. Eftersom arbetspunkten råkar vara en förutbestämd punkt på egenskaperna kan den också kallas vilopunkt (förkortad Q-punkt).

'Quiescent' betyder per definition tystnad, stillhet, stillasittande. Figur 4.1 visar en standardutgångskaraktäristik för en BJT med 4 arbetspunkter . Förspänningskretsen kan utvecklas för att etablera BJT över en av dessa punkter eller andra inom den aktiva regionen.

De maximala värdena påpekas på egenskaperna i fig. 4.1 genom en horisontell linje för den högsta kollektorströmmen ICmax och en vinkelrät linje på den högsta kollektor-till-emitter-spänningen VCEmax.

Den maximala effektbegränsningen identifieras från kurvan PCmax i samma figur. I den nedre änden av diagrammet kan vi se avskärningsregionen, identifierad med IB ≤ 0μ, och mättnadsregionen, identifierad av VCE ≤ VCEsat.

BJT-enheten kan eventuellt vara partisk utanför dessa angivna maximigränser, men konsekvensen av en sådan process skulle resultera i en betydande försämring av enhetens livslängd eller total nedbrytning av enheten.

Att begränsa värdena mellan den angivna aktiva regionen kan man välja en mängd olika arbetsområden eller punkter . Den valda Q-punkten beror vanligtvis på kretsens avsedda specifikation.

Ändå kan vi säkert ta hänsyn till några skillnader mellan antalet punkter som illustreras i figur 4.1 för att ge några grundläggande rekommendationer angående arbetspunkt och därför förspänningskretsen.

Om ingen förspänning tillämpades skulle enheten först förbli helt avstängd och orsaka en Q-punkt att vara A - det vill säga noll ström via enheten (och 0V över den). Eftersom det är viktigt att förspänna en BJT så att den kan reagera för hela intervallet för en given insignal, kanske punkt A inte ser ut som lämplig.

För punkt B, när en signal är ansluten till kretsen, kommer enheten att visa en variation i ström och spänning genom arbetspunkt , vilket gör det möjligt för enheten att svara på (och kanske förstärka) både de positiva och negativa tillämpningarna av insignalen.

När ingångssignalen används optimalt kommer BJT: s spänning och ström att förändras förmodligen ..... men kanske inte räcker tillräckligt för att aktivera enheten till avstängning eller mättnad.

Punkt C kan hjälpa till med viss positiv och negativ avvikelse för utsignalen, men topp-till-topp-storleken kan vara begränsad till närheten av VCE = 0V / IC = 0 mA.

Att arbeta vid punkt C kan också orsaka lite oro med avseende på olinjäriteter på grund av det faktum att klyftan mellan IB-kurvor kan förändras snabbt i detta specifika område.

Generellt sett är det mycket bättre att manövrera anordningen där förstärkningen av anordningen är ganska konsekvent (eller linjär) för att garantera att förstärkningen på den totala svängningen av insignalen förblir enhetlig.

Punkt B är ett område som uppvisar högre linjärt avstånd och av den anledningen större linjär aktivitet, såsom indikeras i figur 4.1.

Punkt D etablerar enheten arbetspunkt nära de högsta spännings- och effektnivåerna. Utgångsspänningens svängning vid den positiva gränsen begränsas således när den maximala spänningen inte ska överskridas.

Punkt B som ett resultat ser perfekt ut arbetspunkt med avseende på linjär förstärkning och största möjliga variationer i spänning och ström.

Vi kommer att beskriva detta idealiskt för små signalförstärkare (kapitel 8) men inte alltid för effektförstärkare .... vi kommer att prata om detta senare.

Inom denna diskurs kommer jag främst att fokusera på att förspänna transistorn när det gäller förstärkningsfunktionen för liten signal.

Det finns en annan extremt avgörande förspänningsfaktor som måste ses på. Efter att ha bestämt och partisk BJT med ett ideal arbetspunkt bör effekterna av temperaturen också utvärderas.

Värmeområdet kommer att orsaka att enhetens gränser som transistorströmförstärkningen (ac) och transistorns läckström (ICEO) avviker. Ökade temperaturområden kommer att orsaka större läckströmmar i BJT och kommer således att ändra den driftsspecifikation som fastställts av det förspända nätverket.

Detta innebär att nätverksmönstret också behöver underlätta en nivå av temperaturstabilitet för att säkerställa att temperaturvariationer påverkas med minimala förskjutningar i arbetspunkt . Denna underhåll av arbetspunkten kan föreskrivas med en stabilitetsfaktor, S, som anger nivån på avvikelser i arbetspunkten orsakad av en temperaturförändring.

En optimalt stabiliserad krets rekommenderas, och den stabila egenskapen hos flera viktiga förspänningskretsar utvärderas här. För att BJT ska vara förspänd i linjär eller effektiv driftsregion måste nedanstående punkter vara uppfyllda:

1. Bas-emitter-korsningen ska vara förspänd (p-regionspänning starkt positiv), vilket möjliggör framspänningsspänning på cirka 0,6 till 0,7 V.

2. Bas-kollektorövergången måste vara omvänd förspänd (n-region starkt positiv), med omvänd förspänning kvar vid något värde inom BJT: s maximala gränser.

[Kom ihåg att för spänning framåt kommer spänningen över p-n-korsningen att vara sid -positivt, och för omvänd förspänning är det omvänd att ha n -positiv. Detta fokus på första bokstaven ska ge dig ett sätt att enkelt komma ihåg den väsentliga spänningspolariteten.]

Funktion i avskärnings-, mättnads- och linjärområdena för BJT-karakteristiken presenteras vanligtvis enligt nedan:

1. Funktion i linjär region:

Bas-emitter-korsningen är förspänd

Bas-kollektor korsning omvänd förspänd

två. Avgränsningsregion:

Bas-emitter-korsning omvänd förspänd

“hur man bygger ett lågpassfilter ”

3. Mättningsregion:

Bas-emitter-korsningen är förspänd

Bas-samlare korsning framåt partisk

4.3 FAST-BIAS-KRETS

Kretsen med fast förspänning i fig. 4.2 är utformad med en ganska enkel och okomplicerad översikt av transistor DC-förspänningsanalys.

Även om nätverket implementerar en NPN-transistor, kan formlerna och beräkningarna fungera lika effektivt med en PNP-transistorinställning genom att helt enkelt konfigurera om strömflödena och spänningspolariteterna.

De aktuella riktningarna i fig. 4.2 är de riktiga riktningarna, och spänningarna identifieras av de universella anteckningarna med dubbla tecken.

För likströmsanalysen kan konstruktionen separeras från de nämnda växelströmsnivåerna genom att helt enkelt byta ut kondensatorerna med en öppen kretsekvivalent.

Dessutom kan likströmsförsörjningen VCC delas upp i ett par separata leveranser (endast för att utföra utvärderingen) som bevisat i fig. 4.3 bara för att möjliggöra uppdelning av ingångs- och utgångskretsar.

Vad detta gör är att minimera länken mellan de två med basströmmen IB. Avskiljningen är otvivelaktigt legitim, som visas i figur 4.3 där VCC är ansluten direkt till RB och RC precis som i figur 4.2.

Forward Bias of Base – Emitter

Låt oss först analysera bas-emitterkretsslingan som visas ovan i figur 4.4. Om vi implementerar Kirchhoffs spänningsekvation medurs för slingan härleds följande ekvation:

Vi kan se att polariteten hos spänningsfallet över RB bestäms genom riktningen för strömmen IB. Att lösa ekvationen för den nuvarande IB ger oss följande resultat:

Ekvation (4.4)

Ekvation (4.4) är definitivt en ekvation som lätt kan memoreras, helt enkelt genom att komma ihåg att basströmmen här blir strömmen som passerar RB, och genom att tillämpa Ohms lag enligt vilken ström är lika med spänningen över RB dividerat med motståndet RB .

Spänningen över RB är den applicerade spänningen VCC i ena änden minus minskningen över bas-till-emitterkorsningen (VBE).
På grund av det faktum att matning VCC och bas-emitter-spänningen VBE är fasta mängder, fastställer valet av motstånd RB vid basen mängden basström för omkopplingsnivån.

Collector – Emitter Loop

Figur 4.5 visar kollektoremitterkretssteget, där riktningen för ström IC och motsvarande polaritet över RC har presenterats.
Värdet på kollektorströmmen kan ses vara direkt relaterad till IB genom ekvationen:

Ekvation (4.5)

Du kanske tycker att det är intressant att se att eftersom basströmmen är beroende av kvantiteterna av RB, och IC är kopplad till IB genom en konstant β, är storleken på IC inte en funktion av motståndet RC.

Att justera RC till något annat värde kommer inte att ge någon effekt på nivån av IB eller till och med IC, så länge som den aktiva regionen i BJT bibehålls.
Med detta sagt kommer du att upptäcka att storleken på VCE bestäms av RC-nivån, och detta kan vara en viktig sak att tänka på.

Om vi använder Kirchhoffs spänningslag medurs över den visade stängda slingan i fig 4.5, producerar den följande två ekvationer:

Ekvation (4.6)

Detta indikerar att spänningen över kollektoremittern hos BJT inom en fast förspänningskrets är matningsspänningen motsvarande det fall som bildas över RC
För att få en snabb blick av enstaka och dubbla prenumerationsnoteringar, kom ihåg att:

VCE = VC - VE -------- (4.7)

där VCE indikerar spänningen som strömmar från kollektor till emitter, VC och VE är spänningarna som passerar från kollektor respektive emitter mot jord. Men här, eftersom VE = 0 V, har vi det

VCE = VC -------- (4.8)
Också för att vi har,
VBE = VB - OCH -------- (4.9)
och eftersom VE = 0 får vi äntligen:
VBE = VB -------- (4.10)

Kom ihåg följande punkter:

När du mäter spänningsnivåerna som VCE, se till att sätta den röda sonden på voltmätaren på uppsamlingsstiftet och den svarta sonden på sändarstiftet som visas i följande bild.

“hur fungerar GPS -navigering ”

VC betyder spänningen som passerar från kollektor till jord och dess mätprocedur är också som anges i följande bild.

I det aktuella fallet kommer båda ovanstående avläsningar att vara lika, men för olika kretsnät kan det visa varierande resultat.

Detta innebär att denna skillnad i avläsningarna mellan de två mätningarna kan visa sig vara avgörande vid diagnos av ett eventuellt fel i ett BJT-nätverk.