Una línea de carga BJT, o un transistor de unión bipolar, prevé tanto electrones como huecos de electrones como portadores de carga. Permite inyectar una pequeña corriente en uno de sus terminales. A continuación, puede controlar una corriente mayor que fluye entre dos terminales. Los dispositivos con esta característica pueden amplificar o conmutar señales.
La línea de carga del BJT es un transistor que actúa como interruptor en un circuito digital. También funciona como amplificador en circuitos analógicos. En general, este transistor le ayudará a encender o apagar un interruptor.
A continuación, veremos diferentes tipos de líneas de carga y cómo determinar el punto Q en su gráfico. Así como dar una respuesta a las decisiones de diseño, así como diferentes diseños de placas.
1. ¿Qué es una línea de carga en un BJT?
https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)#/media/File:Load_line_diode.png
(Línea de carga del diodo. El punto de intersección da la corriente y el voltaje reales).
Una línea de carga es una línea recta que dibuja las características de salida del transistor.
Representa gráficamente un circuito electrónico no lineal para determinar su línea de carga. Como indica la línea, los dispositivos no lineales como los diodos o los transistores pueden imponer restricciones a otras partes de un circuito. la presencia de una corriente de base encenderá la unión colector-emisor. A su vez, permite el paso de una corriente de colector.
En la línea de carga, se puede ver la relación entre la corriente y la tensión en la parte lineal del circuito y en el bucle.
2. Línea de carga del transistor
https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)#/media/File:BJT_CE_load_line.svg
(Un diagrama de línea de carga)
El diagrama de línea de carga de la parte superior es para una carga resistiva en un circuito de emisor común. Destaca cómo la resistencia de carga del colector, RL, restringe la corriente y el voltaje del circuito. Para cada valor de Ibase, la corriente inductiva de colector del transistor, IC, se traza frente a su tensión de colector, VCE. Las intersecciones de la línea de carga y las curvas características del transistor representan los valores restringidos del circuito, IC, y VCE a diferentes corrientes de base. Es importante tener en cuenta que la ubicación de su análisis y posicionamiento de la línea de carga está en el CI.
Si el transistor pudiera pasar todo lo disponible actualmente, sin caída de tensión a través de él, la corriente de colector sería igual a la tensión de alimentación, VCC, sobre, RL. Es en este punto donde la línea de carga cruza el eje vertical. Sin embargo, siempre existirá alguna tensión entre colector y emisor, incluso en saturación.
La corriente del transistor es mínima 0 cuando la línea de carga cruza el eje horizontal. En consecuencia, toda la tensión de alimentación aparece como VCE, sin que apenas pase corriente de fuga por el transistor.
3. Líneas de carga DC y AC
https://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor#/media/File:Semiconductor_outlines.jpg
(Esquema de semiconductores)
En los circuitos de semiconductores, se añade la señal AC de entrada en la DC para polarizar el semiconductor no lineal hasta el punto de funcionamiento correcto, y la DC ayuda a polarizar el semiconductor no lineal. Es posible utilizar líneas de carga separadas para el análisis de CC y CA.
Al reducir los componentes reactivos a cero, la línea de carga de CC es un circuito equivalente de CC. Permite que los circuitos abiertos sustituyan a los condensadores y los cortocircuitos a los inductores. Un punto de funcionamiento de CC, también conocido como punto Q, determina el punto correcto de funcionamiento de CC.
Al crear un flujo de corriente desde la línea de carga de CA a través del punto Q, se puede definir el punto de funcionamiento de CC. Esta línea representa la carga de CA en el dispositivo, donde la pendiente coincide con la impedancia de CA que enfrenta el dispositivo, que generalmente es diferente de la resistencia de CC.
A través de esta línea se puede determinar la relación entre la tensión alterna y la corriente del aparato.
4. Métodos de análisis de la línea de carga del BJT y análisis del punto q
(Una ecuación de una línea de carga)
Utilizando la intersección de la línea de carga y las características del dispositivo, se puede determinar el punto de funcionamiento o el punto Q. A este tipo de análisis se le puede llamar análisis de la línea de carga. Para encontrar el punto Q, es necesario utilizar la ley de tensión de Kirchhoff.
Análisis de CC
Para encontrar el punto Q es necesario realizar un análisis de CC. En un análisis de CC se excluyen todas las fuentes de tensión de CA, ya que las fuentes de tensión de CA son fuentes de tensión de CA. El análisis de CC se centra exclusivamente en las fuentes de CC. Debido a su naturaleza abierta, se eliminan todos los condensadores en los circuitos de CC. Puede encontrar todos los componentes antes y después de los condensadores, incluyendo la resistencia, Rs, del circuito del transistor. Esto ayudará a que el diodo permanezca en una región activa. Recuerda que no hay señal de entrada en el terminal de la base.
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Tensión máxima de colector-emisor y corriente máxima de colector
Para resolver esta parte de la ecuación, hay que fijarse en el eje de tensión colector-emisor. Si te fijas en la curva de la región de saturación de las curvas de colector, encontrarás la corriente máxima de colector-emisor del circuito. La intersección de la curva en el corte de la región de la curva del colector le dirá el máximo voltaje colector-emisor del circuito específico para el que está haciendo la ecuación.
Encontrar la máxima tensión de salida simétrica Oscilación
Cuando quieras encontrar la máxima oscilación simétrica de la tensión de salida, tienes que utilizar la línea de carga de CA y determinar a qué distancia varía el CI del punto Q real antes de los límites de las regiones de revestimiento.
Tomando la máxima oscilación de la corriente de salida y multiplicándola por la resistencia de la carga resistiva, la máxima oscilación simétrica posible de la tensión de salida será la máxima amplitud potencial de la corriente de salida.
(Cambios en los puntos Q bajo diferentes parámetros del circuito)
Reflexiones finales
Para resumir todo, una línea de carga BJT es también conocida como Transistor de Unión Bipolar. En el eje Y aparecerá la corriente de colector al máximo. En otras palabras, este es el punto de saturación. En el eje X aparece la tensión máxima de colector-emisor cuando se calcula una cifra para ella.
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