2015-09-06
2150
Нагрузочная прямая представляет собой траекторию движения рабочей точки транзистора при изменении уровня входного сигнала. В основе построения лежит решение уравнения динамического режима транзистора относительно тока коллектора. Сперва строим нагрузочную прямую для режима постоянного тока в цепи коллектора (прямая АВ на рис. 3.) При отсутствии входного сигнала, т.е. переменного напряжения Uвх заданной частоты, в коллекторной цепи будет протекать только постоянный ток коллектора Iк, и установится баланс напряжений, определяемый законом Кирхгофа:
Ек = URK+ Uкэ + URЭ = IKRK + UКЭ +IЭКЭ (1)
Отсюда напряжение, снимаемое с коллектора транзистора (выходное для него):
Uкэ = Ек – URK-URЭ = EK – IkRk-IэRэ (2)
Для упрощения рассуждений пренебрежем известным соотношением IЭ=IK+IБ> IK, и, поскольку ток базы IБ «Iк, примем IK «IЭ. Тогда выражение (2) примет вид:
UКЭ= Ек – URK-URЭ = Ек – Iк'Rк – IKRэ = Eк – Iк (Rк+Rэ) (3)
Выражение (3) называется уравнением динамического режима работы транзистора, показывающее, что напряжение на выходе транзистора UКЭ изменяется при любых изменениях тока коллектора IK.
|
|
|
Разрешив уравнение (3) относительно тока IK, получим:
(4)
Уравнение (4) позволяет построить нагрузочную прямую транзистора по постоянному току.
Приравнивая нулю значения UКЭ(транзистор открыт), получим:
Iк=Ек/(Rк+Rэ)=20/(680+330)=0,0198А=19,8 мА – точка А на оси ординат.
Приравнивая нулю значения Iк (транзистор закрыт), получаем:
Ек/(Rк+Rэ)=Uкэ/(Rк+Rэ)=> Ек=Uкэ=20 В-точка В на оси абсцисс.
Соединив точки, получаем искомую нагрузочную прямую АВ для режима постоянного тока в цепи коллектора (рисунок 3).
Примечание: эти точки – теоретические, поскольку транзистор в принципе не может быть открыт до уровня нулевого сопротивления перехода коллектор – эмиттер, которое мало, но RКЭ≠ 0,поэтому не может быть и UКЭ = IRRКЭ равным нулю. Это же можно сказать и о закрытом состоянии транзистора, для которого ток коллектора очень мал, но Iк≠ 0.
