Preprosto povedano je lahko pristranskost v BJT opredeljena kot postopek, v katerem se BJT aktivira ali vklopi z uporabo manjše velikosti enosmernega toka na njegovih osnovnih / emiterskih terminalih, tako da je sposoben voditi sorazmerno večjo velikost DC po njegove terminale kolektorskih oddajnikov.

Delovanje bipolarnega tranzistorja ali BJT na enosmernih nivojih ureja več dejavnikov, kar vključuje vrsto obratovalne točke nad značilnostmi naprav.

V razdelku 4.2, ki je razložen v tem članku, bomo preverili podrobnosti glede tega obsega obratovalne točke za ojačevalnike BJT. Ko se izračunajo določene napajalne napetosti, se lahko izdela vezje za določitev zahtevane obratovalne točke.

V tem članku so obravnavane različne takšne konfiguracije. Vsak obravnavani model bo poleg tega opredelil stabilnost pristopa, kar pomeni, kako natančno bi bil sistem lahko občutljiv na določen parameter.

Čeprav so v tem poglavju obravnavana številna omrežja, imajo ena temeljna podobnost med ocenami vsake konfiguracije zaradi naslednje ponavljajoče se uporabe ključnega temeljnega razmerja:

V večini primerov je osnovni trenutni IB prva količina, ki jo je treba določiti. Ko je IB identificiran, so razmerja enačb. (4.1) prek (4.3) se lahko uporabi za pridobitev preostalih zadevnih količin.

“kako deluje senzor zemljevida ”

Podobnosti v ocenah bodo hitro vidne, ko bomo nadaljevali z naslednjimi poglavji.

Enačbe za IB so pri mnogih zasnovah tako zelo enake, da bi lahko eno formulo izpeljali iz druge s preprostim odstranjevanjem ali vstavljanjem elementa ali dveh.

Glavni cilj tega poglavja je ugotoviti stopnjo razumevanja BJT tranzistorja, ki bi vam omogočil izvedbo enosmerne analize skoraj vseh vezij, ki imajo BJT ojačevalnik kot element.

4.2 DELOVNA TOČKA

Beseda pristranskost prikazano v naslovu tega članka je poglobljen izraz, ki pomeni izvajanje enosmernih napetosti in določitev fiksne ravni toka in napetosti v BJT.

Za ojačevalnike BJT nastali enosmerni tok in napetost ustvarjata delovna točka o značilnostih, ki določajo območje, ki postane idealno za zahtevano ojačanje uporabljenega signala. Ker je delovna točka po značilnostih vnaprej določena točka, jo lahko označimo tudi kot mirovalno točko (okrajšano kot Q-točka).

'Miren' po definiciji pomeni tišino, tišino, sedeč položaj. Slika 4.1 prikazuje standardno izhodno značilnost BJT s 4 obratovalne točke . Napajalno vezje bi lahko razvili za vzpostavitev BJT čez eno od teh točk ali druge točke znotraj aktivne regije.

Najvišje nazivne vrednosti so prikazane na značilnostih slike 4.1 skozi vodoravno črto za najvišji tok kolektorja ICmax in pravokotno črto na najvišji napetosti kolektorja do oddajnika VCEmax.

Omejitev največje moči je določena s krivulje PCmax na isti sliki. Na spodnjem koncu grafa lahko vidimo mejno območje, označeno z IB ≤ 0μ, in območje nasičenja, označeno z VCE ≤ VCEsat.

Enota BJT bi lahko bila pristranska zunaj navedenih navedenih mejnih vrednosti, vendar bi posledica takega postopka znatno poslabšanje življenjske dobe naprave ali popolna okvara naprave.

Če omejite vrednosti med navedeno aktivno regijo, lahko izberete različne delovna območja ali točke . Izbrana točka Q je običajno odvisna od predvidene specifikacije vezja.

Vsekakor pa lahko med številom točk, prikazanih na sliki 4.1, upoštevamo nekaj razlik, da dobimo nekaj temeljnih priporočil glede delovna točka in zato vezje pristranskosti.

Če ne bi uporabili nobenega pristranskosti, bi naprava najprej ostala v celoti IZKLOPLJENA, zaradi česar bi bila točka Q na A - to je ničelni tok prek naprave (in 0V čez njo). Ker je bistvenega pomena, da se BJT prikloni, da se mu omogoči odziv v celotnem obsegu danega vhodnega signala, točka A morda ne bo videti primerna.

Za točko B bo naprava, ko bo na vezje priključen signal, prikazala spremembe toka in napetosti skozi delovna točka , ki omogoča napravi, da se odzove (in morda okrepi) tako pozitivne kot negativne aplikacije vhodnega signala.

Ko je vhodni signal optimalno uporabljen, se bosta napetost in tok BJT verjetno spremenila ..... vendar morda ne bosta dovolj, da se naprava aktivira v prekinitvi ali nasičenju.

Točka C lahko pomaga pri določenem pozitivnem in negativnem odstopanju izhodnega signala, vendar je lahko največja velikost omejena na bližino VCE = 0V / IC = 0 mA.

Tudi delo v točki C lahko povzroči malo skrbi glede nelinearnosti, ker se lahko vrzel med krivuljami IB na tem območju hitro spremeni.

Na splošno je veliko bolje upravljati napravo, pri kateri je ojačanje naprave precej konsistentno (ali linearno), da zagotovimo, da ostane ojačanje celotnega nihanja vhodnega signala enakomerno.

Točka B je območje, ki kaže višji linearni razmik in zato večjo linearno aktivnost, kot je prikazano na sliki 4.1.

Točka D vzpostavi napravo delovna točka blizu najvišjih ravni napetosti in moči. Nihanje izhodne napetosti na pozitivni meji je tako omejeno, kadar naj ne bi bila presežena največja napetost.

Rezultat tega je točka B kot nalašč delovna točka glede na linearni dobiček in največje možne spremembe napetosti in toka.

To bomo opisali v idealnem primeru za ojačevalnike z majhnim signalom (poglavje 8), vendar ne vedno za ojačevalnike, .... o tem bomo govorili kasneje.

V tem govoru se bom osredotočil predvsem na pristranskost tranzistorja glede funkcije ojačevanja majhnega signala.

Upoštevati je treba še en izjemno ključen dejavnik pristranskosti. Po določitvi in pristranskosti BJT z idealom delovna točka , oceniti je treba tudi vplive temperature.

Območje toplote bo povzročilo odstopanje meja naprave, kot so tranzistorski tok (ac) in tok puščanja tranzistorja (ICEO). Povečana temperaturna območja bodo povzročila večje puščanje tokov v BJT in s tem bodo spremenila obratovalne specifikacije, ki jih določa pristransko omrežje.

To pomeni, da mora omrežni vzorec omogočiti tudi raven temperaturne stabilnosti, da se zagotovi, da so vplivi temperaturnih nihanj z minimalnimi premiki v delovna točka . To vzdrževanje obratovalne točke bi lahko določili s faktorjem stabilnosti S, ki pomeni stopnjo odstopanj v obratovalni točki, ki jih povzroča temperaturna sprememba.

“programiranje montažnega jezika 8086 primerov ”

Priporočljivo je optimalno stabilizirano vezje in tukaj bo ocenjena stabilnost več bistvenih vezja pristranskosti. Da je BJT pristranski znotraj linearnega ali učinkovitega delovnega območja, morajo biti izpolnjene naslednje točke:

1. Spoj osnovnega oddajnika mora biti usmerjen naprej (napetost p-regije močno pozitivna), kar omogoča napetost prednapetosti približno 0,6 do 0,7 V.

2. Spoj osnovnega kolektorja mora biti vzvratno pristranski (n-regija močno pozitivna), pri čemer mora biti napetost obratne pristranskosti na neki vrednosti znotraj največjih meja BJT.

[Ne pozabite, da bo za prednaklon napetost na križišču p-n str -pozitivno, za obratno pristranskost pa je obrnjeno ob n -pozitiven. Ta poudarek na prvi črki vam bo omogočil, da si boste lažje zapomnili bistveno polarnost napetosti.]

Delovanje v mejnih, nasičenih in linearnih območjih značilnosti BJT je običajno predstavljeno, kot je razloženo spodaj:

1. Linearno regijsko delovanje:

Krmiljenje osnovnega oddajnika naprej

Krmiljenje vzvratno pristransko

dva. Delovanje reza:

Vzvratno pristransko stičišče osnovnega oddajnika

3. Delovanje nasičenega območja:

Krmiljenje osnovnega oddajnika naprej

Krmiljenje spodnjega kolektorja naprej pristransko

4.3 KROG Z FIKSNO BIAS

Vezje s fiksno pristranskostjo na sliki 4.2 je zasnovano s precej preprostim in enostavnim pregledom analize pristranskosti tranzistorja enosmernega toka.

Čeprav omrežje izvaja NPN tranzistor, lahko formule in izračuni enako učinkovito delujejo z namestitvijo tranzistorja PNP preprosto s ponovno konfiguracijo trenutnih poti toka in napetostnih polaritet.

Trenutne smeri na sliki 4.2 so prave smernice toka, napetosti pa so prepoznane z univerzalnimi pripisi z dvojnim podpisom.

Za enosmerno analizo lahko zasnovo ločimo od omenjenih nivojev izmeničnega toka preprosto z zamenjavo kondenzatorjev z ekvivalentom odprtega vezja.

Poleg tega bi lahko VCC za enosmerno napetost razdelili na nekaj ločenih dovodov (samo za izvedbo ocene), kot je dokazano na sliki 4.3, samo da se omogoči prekinitev vhodnih in izhodnih vezij.

S tem se zmanjša povezava med obema in osnovnim tokom IB. Ločitev je nedvomno legitimna, kot je prikazano na sliki 4.3, kjer je VCC priključen naravnost na RB in RC, tako kot na sliki 4.2.

Prednaklon osnovnega oddajnika

Najprej analiziramo zanko vezja oddajnik-osnova, prikazano zgoraj na sliki 4.4. Če izvedemo Kirchhoffjevo napetostno enačbo v smeri urnega kazalca za zanko, izpeljemo naslednjo enačbo:

Vidimo lahko, da je polarnost padca napetosti na RB določena skozi smer trenutnega IB. Rešitev enačbe za trenutni IB nam daje naslednji rezultat:

Enačba (4.4)

Enačba (4.4) je vsekakor enačba, ki jo je mogoče enostavno zapomniti, tako da si zapomnimo, da osnovni tok tukaj postane tok, ki teče skozi RB, in z uporabo Ohmovega zakona, po katerem je tok enak napetosti na RB, deljeni z uporom RB .

Napetost na RB je uporabljena napetost VCC na enem koncu, zmanjšana za padec na križišču od baze do emiterja (VBE).
Tudi zaradi dejstva, da sta napajalni VCC in napetost osnovnega oddajnika VBE fiksni količini, izbira upora RB na dnu določi količino osnovnega toka za preklopni nivo.

Zbiralno-oddajna zanka

Na sliki 4.5 je prikazana stopnja vezja kolektorskega oddajnika, kjer sta predstavljeni smer trenutne IC in ustrezna polarnost čez RC.
Vrednost kolektorskega toka je razvidno, da je z enačbo neposredno povezana z IB:

Enačba (4.5)

Morda se vam bo zdelo zanimivo videti, da ker je osnovni tok odvisen od količin RB in je IC povezan s IB s konstanto β, velikost IC ni odvisna od upora RC.

Prilagoditev RC na neko drugo vrednost ne bo vplivala na nivo IB ali celo IC, dokler se ohrani aktivno območje BJT.
Kljub temu boste ugotovili, da je velikost VCE odvisna od ravni RC, kar je morda ključnega pomena.

Če uporabimo Kirchhoffov napetostni zakon v smeri urinega kazalca čez prikazano zaprto zanko na sliki 4.5, dobimo naslednji dve enačbi:

Enačba (4.6)

To kaže, da je napetost na kolektorskem oddajniku BJT v fiksnem vezju napajalne napetosti enakovredna padcu, ki nastane na RC
Če si želite na hitro ogledati zapise z enim ali dvojnim podpisom, se spomnimo, da:

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

kjer VCE označuje napetost, ki teče od kolektorja do oddajnika, VC in VE napetosti, ki prehajajo od kolektorja in oddajnika proti tlom. Ampak tukaj, ker je VE = 0 V, imamo

VCE = VC -------- (4.8)
Tudi zato, ker imamo,
VBE = VB - IN -------- (4.9)
in ker je VE = 0, končno dobimo:
VBE = VB -------- (4.10)

Zapomnite si naslednje točke:

Med merjenjem nivojev napetosti, kot je VCE, obvezno postavite rdečo sondo voltmetra na kolektorski zatič in črno sondo na emiterski zatič, kot je prikazano na naslednji sliki.