Até agora, estudamos a análise BJT que depende do nível de β em seus pontos operacionais correspondentes (ponto Q). Nesta discussão, veremos como as condições de um determinado circuito podem ajudar a determinar a faixa possível de pontos operacionais ou pontos Q e estabelecer o ponto Q real.
O que é análise de linha de carga?
Em qualquer sistema eletrônico, a carga aplicada em um dispositivo semicondutor geralmente produz um impacto significativo no ponto de operação ou região de operação de um dispositivo.
Se uma análise for realizada através de um desenho gráfico, poderíamos traçar uma linha reta através das características do dispositivo para estabelecer a carga aplicada. A interseção da linha de carga com as características do dispositivo pode ser usada para determinar o ponto de operação ou o ponto Q do dispositivo. Esse tipo de análise é, por razões aparentes, conhecido como análise de linha de carga.
Como implementar a análise da linha de carga
O circuito mostrado na figura 4.11 (a) a seguir determina uma equação de saída que fornece um relacionamento entre as variáveis IC e VCE, como mostrado abaixo:
VCE = VCC – CICV (4.12)
Alternativamente, as características de saída do transistor, como mostrado no diagrama (b) acima, também fornecem a relação entre as duas variáveis IC e VCE.
Basicamente, isso nos ajuda a obter uma equação baseada em um diagrama de circuitos e uma variedade de características por meio de uma representação gráfica que trabalha com variáveis semelhantes.
O resultado comum dos dois é estabelecido quando as restrições definidas por eles são cumpridas simultaneamente.
Como alternativa, isso pode ser entendido como soluções que são obtidas a partir de duas equações simultâneas, onde uma é configurada com a ajuda do diagrama de circuitos, enquanto a outra é baseada nas características da folha de dados do BJT.
Na figura 4.11b, podemos ver as características IC vs VCE do BJT; portanto, agora podemos sobrepor uma linha reta descrita pela equação (4.12) nas características.
O método mais fácil de rastrear a Eq. (4.12) em recursos pode ser feito usando a regra de que qualquer linha reta é determinada por dois pontos distintos.
Ao selecionar IC = 0mA, descobrimos que o eixo horizontal se torna a linha em que um dos pontos assume sua posição.
Também substituindo IC = 0mA na equação (4.12) obtemos:
Isso determina um dos pontos para a linha reta, conforme indicado na figura 4.12 abaixo:
Agora, se escolhermos VCE = 0V, isso definirá o eixo vertical como a linha em que nosso segundo ponto assume sua posição. Com essa situação, agora podemos descobrir que o IC pode ser avaliado usando a seguinte equação.
o que pode ser visto claramente na figura 4.12.
Ao conectar os dois pontos, conforme determinado pelas equações. (4.13) e (4.14), uma linha reta estabelecida pela Equação 4.12 pode ser traçada.
Essa linha, como pode ser visto no gráfico da figura 4.12, é reconhecida como linha de carga já que é caracterizado pela resistência à carga RC.
Resolvendo o nível de IB estabelecido, o ponto Q real pode ser arranjado como mostra a Figura 4.12
Se variarmos a magnitude do IB variando o valor de RB, descobrimos que o ponto Q se move para cima ou para baixo através da linha de carga, como mostra a Figura 4.13.
Se mantivermos um VCC constante e alterar apenas o valor de RC, descobrimos que a linha de carga muda conforme indicado na figura 4.14.
Se mantivermos o IB constante, descobrimos que o ponto Q muda de posição, conforme indicado na mesma figura 4.14. E se mantivermos a RC constante e variar apenas o VCC, vemos que a linha de carga se move como mostrado na figura 4.15
Resolvendo um exemplo prático de análise de linha de carga
Referência: https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)
FONTE
Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)
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