📜  工作点

📅  最后修改于: 2020-11-26 09:20:53             🧑  作者: Mango


当绘制连接饱和点和截止点的线时,这种线可以称为“加载线” 。在输出特性曲线上绘制时,该线在称为工作点的点处接触

该工作点也称为静态点或简称Q点。可以有许多这样的相交点,但是以这样一种方式选择Q点:不管AC信号摆幅如何,晶体管都保留在有源区域中。

下图显示了如何表示工作点。

操作

操作点不应受到干扰,因为它应保持稳定以实现忠实的放大效果。因此,静态点或Q点是实现忠实放大的值。

忠实放大

增加信号强度的过程称为放大。在没有任何信号成分损失的情况下进行的这种放大称为“忠实放大”

忠实的放大是通过增加信号强度来获得输入信号完整部分的过程。当在其输入端施加交流信号时,便可以完成此操作。

忠实放大

在上图中,施加的输入信号被完全放大和再现而没有任何损失。这可以理解为忠实放大

如此选择工作点,使得其位于有效区域中,并且有助于无损地再现完整信号。

如果认为工作点接近饱和点,则放大倍数如下。

接近饱和点

如果将工作点视为接近截止点,则放大倍数如下。

截止点

因此,工作点的位置是实现忠实放大的重要因素。但是,对于所述晶体管,以函数作为一个放大器,它的输入电路(即,基极-发射极结)保持正向偏置,并且其输出电路(即,集电极-基极结)保持反向偏压。

因此,放大后的信号包含与输入信号相同的信息,而信号的强度增加了。

忠实放大的关键因素

为了确保忠实地进行放大,必须满足以下基本条件。

  • 正确的零信号收集器电流
  • 任何时候最小的适当基极-发射极电压(V BE )。
  • 任何时刻的最小适当集电极-发射极电压(V CE )。

这些条件的满足确保了晶体管在具有输入正向偏置和输出反向偏置的有源区域上工作。

正确的零信号集电极电流

为了理解这一点,让我们考虑一个NPN晶体管电路,如下图所示。基极-发射极结被正向偏置,而集电极-发射极结被反向偏置。当在输入端施加信号时,NPN晶体管的基极-发射极结在输入的正半周正向偏置,因此出现在输出端。

对于负半周期,同一结点会反向偏置,因此电路不导通。导致不忠实的放大,如下图所示。

不忠实的放大

现在让我们在基本电路中引入电池V BB 。该电压的幅度应使晶体管的基极-发射极结保持正向偏置,即使对于输入信号的负半周期也是如此。当未施加任何输入信号时,由于V BB ,直流电流在电路中流动。这称为零信号收集器电流I C。

在输入的正半个周期内,基极-发射极结被更正向偏置,因此集电极电流增加。在输入的负半周期内,输入结的正向偏置较小,因此集电极电流减小。因此,输入的两个周期都出现在输出中,因此忠实地放大了结果,如下图所示。

忠实的结果

因此,为了忠实地放大,必须流过适当的零信号收集器电流。由于信号本身,零信号集电极电流的值应至少等于最大集电极电流。

随时适当的最小V BE

基极到发射极的最小电压V BE应该大于结的正向偏置的切入电压。硅晶体管导通所需的最小电压为0.7v,锗晶体管导通所需的最小电压为0.5v。如果基极-发射极电压V BE大于该电压,则势垒将被克服,因此基极电流和集电极电流将急剧增加。

因此,如果对于输入信号的任何部分,V BE下降为低电平,则由于产生的小集电极电流,该部分将被较小程度地放大,从而导致不忠实的放大。

随时适当的最小V CE

为了实现忠实的放大,集电极发射极电压V CE不应低于切入电压(称为拐点电压) 。如果V CE小于拐点电压,则集电极基极结将无法正确反向偏置。然后,集电极无法吸引由发射极发射的电子,它们将流向基极,从而增加了基极电流。因此,β的值下降。

因此,如果对于输入信号的任何部分,V CE均变低,则该部分将被较小程度地相乘,从而导致不忠实的放大。因此,如果V CE大于V KNEE,则集电极-基极结将适当地反向偏置,并且β的值保持恒定,从而实现忠实的放大。