电子电路基础 - 晶体管负载线分析

简述

到目前为止，我们已经讨论了晶体管的不同工作区域。但在所有这些区域中，我们发现晶体管在有源区运行良好，因此也称为线性区。晶体管的输出是集电极电流和集电极电压。

当考虑晶体管的输出特性时，对于不同的输入值，曲线如下所示。

在上图中，针对不同的基极电流I _B值，在集电极电流I _C和集电极电压V _CE之间绘制了输出特性。这些在这里被考虑用于不同的输入值以获得不同的输出曲线。

当考虑最大可能集电极电流的值时，该点将出现在 Y 轴上，即饱和点。同样，当考虑最大可能的集电极发射极电压值时，该点将出现在 X 轴上，即截止点。

当绘制连接这两个点的线时，这样的线可以称为负载线。这被称为是因为它象征着负载的输出。这条线在输出特性曲线上绘制时，在称为操作点的点处接触。

该工作点也称为静止点或简称为Q 点。可以有许多这样的交叉点，但选择 Q 点的方式是，无论 AC 信号摆幅如何，晶体管都保持在有源区。这可以通过下图更好地理解。

必须绘制负载线以获得 Q 点。当晶体管处于有源区时，它可以作为一个很好的放大器，当它工作在 Q 点时，可以实现忠实的放大。

忠实放大是通过增加信号强度来获得输入信号的完整部分的过程。这是在其输入端施加交流信号时完成的。这在 AMPLIFIERS 教程中进行了讨论。

当晶体管被赋予偏置并且在其输入端没有施加信号时，在这种条件下绘制的负载线可以理解为直流条件。由于没有信号，这里不会有放大。电路如下图所示。

任何给定时间的集电极发射极电压值为

$$V_{CE}\:=\:V_{CC}\:-\:I_{C}R_{C}$$

由于 V _CC和 R _C是固定值，以上一个是一阶方程，因此将是输出特性上的一条直线。这条线称为直流负载线。下图显示了直流负载线。

为了得到载荷线，需要确定直线的两个端点。让这两点是A和B。

当集电极发射极电压V _CE = 0 时，集电极电流最大，等于V _CC /R _C。_{这给出了 V CE}的最大值。这显示为

$$V_{CE}\:=\:V_{CC}\:-\:I_{C}R_{C}$$

$$0\:=\:V_{CC}\:-\:I_{C}R_{C}$$

$$I_{C}\:=\:\frac{V_{CC}}{R_{C}}$$

这给出了集电极电流轴上的点 A (OA = V _CC /R _{C )，如上图所示。}

当集电极电流 IC = 0 时，集电极发射极电压最大，等于 VCC。这给出了 IC 的最大值。这显示为

$$V_{CE}\:=\:V_{CC}\:-\:I_{C}R_{C}$$

$$=\:V_{CC}$$

（As I_C = 0）

这给出了点 B，即上图所示集电极发射极电压轴上的(OB = V _{CC )。}

因此，我们确定了饱和点和截止点，并得知负载线是一条直线。因此，可以绘制直流负载线。

当在输入端给出交流信号时，这个工作点的重要性就得到了进一步的理解。这将在 AMPLIFIERS 教程中讨论。