
1. 為什么說負載線約束了三極管的工作狀態?
什么是負載線? 負載線是連接三極管兩個極端狀態的線,即飽和與截止。
(相關資料圖)
基于如下理解,我繪制了這么一張圖
一,器件的DATASHEET會約束IC,VCE的極限值,就是下圖中橙黃色的虛線所圍起來的框(邊界1),這是雷池,不可越半步!!!
二,電路設計一旦完成,就能計算出IC(SAT)和VCC值,即圖中的AB兩點形成的藍色負載線,同時構成圖中紅色邊框(邊界2),這是電路設計的理想邊界。
注1:邊界1和邊界2之間的區域,我稱之為安全冗余區,或者叫潛力區。
三,工作點在負載線上移動(非AB兩點),能看到所構成的放大區、飽和區的面積都會隨之變化,如圖中藍色虛線邊框,可沿負載線移動。 在邊界2內,如果增大IB,即可對應Q點升高(IC增加),放大區、飽和區均變大,截止區不變; 同理,如果減小IB,可對應Q點下降(IC減小),區域跟隨減小。
四,當三極管的實際伏安特性曲線達到紅色邊框時,此時無論怎么增加IB,IC值都不會變化,因為已經到了極限。
綜上:在電路設計的既定負載線框架下,三極管實際飽和區和放大區都是動態變化的。 所以,如果工作點發生變化,很有可能落入動態的飽和區內。
那么如何判斷三極管是否進入飽和區呢? 請移步系列文章的下一篇(BJT2)
2. 靜態工作點為什么不是“靜態”的?
網上很多圖片都類似于下圖,很容易誤解成靜態工作點都落在放大區,但實際上靜態工作點Q是IC和VCE坐標所構成的點,它沿著負載線上下滑動,而三極管實際的伏安特性曲線是受各種參數影響實時變化的。
即,只要IC和VCE發生變化,其和負載線的交點就會變化,產生不同的Q點。
比如,由于電流增益受溫度的影響浮動變化比較大,這對基極電流沒有影響,但確會直接影響到IC,進而影響VCE,導致靜態工作點從Q1移動到Q2(電流增益減小),如下圖所示。
再比如,受集電極電阻、三極管溫漂的影響,IC.SAT的值不一定是理想的,即前文邊界2也在變化。 假如IC.SAT的值變小了,就會導致邊界2縮小,而原本的放大區、飽和區的面積沒有改變,這很有可能出現靜態工作點落在飽和區的情況。 即如上圖所示,IC值由A點變為C點,會導致靜態工作點從Q1變化為Q3。
綜上所述,靜態工作點是衡量電路工作的一個平衡點,并不是完全靜止的。
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