BJT 로드 라인:기능에 대한 더 나은 이해

BJT 로드 라인 또는 Bipolar Junction Transistor는 전자와 전자 정공을 전하 캐리어로 제공합니다. 터미널 중 하나에 작은 전류를 주입할 수 있었습니다. 그런 다음 두 터미널 사이에 흐르는 더 큰 전류를 제어할 수 있습니다. 이 기능이 있는 장치는 신호를 증폭하거나 전환할 수 있습니다.

BJT 부하 라인은 디지털 회로의 스위치 역할을 하는 트랜지스터입니다. 아날로그 회로에서도 증폭기로 작동합니다. 전반적으로 이 트랜지스터는 스위치를 켜고 끄는 데 도움이 됩니다.

아래에서 다양한 유형의 로드 라인과 그래프에서 Q 포인트를 결정하는 방법을 살펴보겠습니다. 뿐만 아니라 다른 보드 디자인뿐만 아니라 디자인 결정에 대한 답변을 제공합니다.

1. BJT의 로딩 라인이란 무엇입니까?

https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)#/media/File:Load_line_diode.png

(다이오드 부하선. 교점은 실제 전류와 전압을 나타냅니다.)

로딩 라인은 트랜지스터 출력 특성을 그리는 직선입니다.

부하 라인을 결정하기 위해 그래픽으로 비선형 전자 회로를 나타냅니다. 선에서 알 수 있듯이 다이오드 또는 트랜지스터와 같은 비선형 장치는 회로의 다른 부분에 제약을 가할 수 있습니다. 베이스 전류가 있으면 컬렉터-이미터 접합이 켜집니다. 차례로, 컬렉터 전류가 통과하도록 합니다.

부하 라인에서 회로의 선형 부분과 루프에서 전류와 전압 사이의 관계를 볼 수 있습니다.

2. 트랜지스터 부하 라인

https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)#/media/File:BJT_CE_load_line.svg

(하중선도)

상단의 부하 라인 다이어그램은 공통 이미 터 회로의 저항 부하에 대한 것입니다. 컬렉터 부하 저항 RL이 회로 전류와 전압을 어떻게 제한하는지 강조합니다. Ibase의 각 값에 대해 트랜지스터 컬렉터 유도 전류 IC는 컬렉터 전압 VCE에 대해 표시됩니다. 부하 라인과 트랜지스터 특성 곡선의 교차점은 서로 다른 베이스 전류에서 회로 제한, IC 및 VCE 값을 나타냅니다. 로드 라인 분석 및 포지셔닝의 위치가 IC에 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

트랜지스터가 전압 강하 없이 현재 사용 가능한 모든 것을 통과할 수 있다면 컬렉터 전류는 공급 전압 VCC 초과 RL과 같습니다. 이 지점에서 하중선이 수직축과 교차합니다. 그러나 포화 상태에서도 컬렉터와 에미터 사이에는 항상 약간의 전압이 존재합니다.

부하선이 수평축과 교차할 때 트랜지스터 전류는 최소 0입니다. 결과적으로 전체 공급 전압은 트랜지스터를 통해 흐르는 누설 전류가 거의 없이 VCE로 나타납니다.

3. DC 및 AC 부하 라인

https://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor#/media/File:Semiconductor_outlines.jpg

(반도체 개요)

반도체 회로에서 DC에 입력 AC 신호를 추가하여 비선형 반도체를 올바른 작동 지점으로 바이어스하고 DC는 비선형 반도체를 바이어스하는 데 도움이 됩니다. DC 및 AC 분석을 위해 별도의 부하 라인을 사용할 수 있습니다.

무효 성분을 0으로 줄이면 DC 부하 라인은 DC 등가 회로입니다. 개방 회로는 커패시터를 대체하고 단락 회로는 인덕터를 대체할 수 있습니다. Q 포인트라고도 하는 DC 작동 포인트는 정확한 DC 작동 포인트를 결정합니다.

AC 부하 라인에서 Q 포인트를 통해 전류 흐름을 생성함으로써 DC 작동 포인트를 정의할 수 있습니다. 이 선은 기기의 AC 부하를 나타내며, 기울기는 기기를 향하는 AC 임피던스와 일치하며 일반적으로 DC 저항과 다릅니다.

이 라인으로 장치의 AC 전압 대 전류 비율을 결정할 수 있습니다.

4. BJT 하중선 분석 방법 및 q Point 분석

(하중선의 방정식)

로드 라인과 장치의 특성의 교차점을 사용하여 작동 지점 또는 Q-포인트를 결정할 수 있습니다. 이러한 유형의 분석을 로드 라인 분석이라고 부를 수 있습니다. Q 포인트를 찾으려면 Kirchhoff의 전압 법칙을 사용해야 합니다.

DC 분석

Q 포인트를 찾으려면 DC 분석을 수행해야 합니다. AC 전압 소스는 AC 전압 소스이므로 DC 분석에서 모든 AC 전압 소스를 제외합니다. DC 분석은 DC 소스에만 초점을 맞춥니다. 개방형 특성으로 인해 DC 회로의 모든 커패시터를 제거합니다. 트랜지스터 회로에서 저항 Rs를 포함하여 커패시터 전후의 모든 구성 요소를 찾을 수 있습니다. 이렇게 하면 다이오드가 활성 영역에 유지되는 데 도움이 됩니다. 베이스 단자에는 입력 신호가 없다는 것을 기억하십시오.

PCB 프로젝트의 경우:PCB 레이아웃 설계를 사용하면 고속 회로 기판이 최적으로 작동할 수 있지만 신호 무결성, 전력 무결성 기본 사항 및 레이아웃 모범 사례에 대한 광범위한 이해가 필요합니다. 이렇게 하면 PCB 기판에 가장 큰 비용이 소요되는 설계 오류를 피할 수 있습니다.

최대 컬렉터-이미터 전압 및 최대 컬렉터 전류

방정식의 이 부분을 해결하려면 컬렉터-이미터 전압 축을 살펴봐야 합니다. 컬렉터 곡선의 포화 영역 곡선을 보면 회로의 최대 컬렉터-이미터 전류를 찾을 수 있습니다. 컬렉터 곡선 영역의 컷오프에서 곡선 교차는 방정식을 수행하는 특정 회로의 최대 컬렉터-이미터 전압을 알려줍니다.

최대 대칭 출력 전압 Swing 찾기

상단 대칭 출력 전압 스윙을 찾으려면 AC 부하 라인을 사용하고 IC가 라이너 영역 경계 이전의 실제 Q-포인트에서 얼마나 차이가 나는지 확인해야 합니다.

최대 출력 전류 스윙에 저항 부하 저항을 곱하면 가능한 최대 대칭 출력 전압 스윙이 최대 잠재적 출력 전류 진폭이 됩니다.

(서로 다른 매개변수에서 Q 포인트의 변화)

최종 생각

모든 것을 요약하면 BJT 부하 라인은 양극성 접합 트랜지스터라고도 합니다. Y축에는 컬렉터 전류가 최대로 나타납니다. 즉, 이것이 포화점입니다. X축에는 최대 컬렉터-이미터 전압이 그림으로 계산될 때 표시됩니다.

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