BJT సర్క్యూట్లలో వోల్టేజ్-డివైడర్ బయాస్ - బీటా ఫాక్టర్ లేకుండా ఎక్కువ స్థిరత్వం

సరైన పనితీరును నిర్ధారించడానికి మరియు ప్రతిస్పందనను మార్చడానికి లెక్కించిన రెసిస్టివ్ డివైడర్ నెట్‌వర్క్‌ను ఉపయోగించి బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క టెర్మినల్‌లను బయాసింగ్ చేయడం వోల్టేజ్ డివైడర్ బయాసింగ్ అంటారు.

లో మునుపటి పక్షపాత నమూనాలు మేము బయాస్ కరెంట్ I నేర్చుకున్నాము CQ మరియు వోల్టేజ్ V. CEQ BJT యొక్క ప్రస్తుత లాభం (β) యొక్క పని.

ఉష్ణోగ్రత మార్పులకు, ముఖ్యంగా సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్‌లకు, హాని కలిగించవచ్చని మనకు తెలుసు, మరియు బీటా యొక్క నిజమైన విలువ తరచుగా సరిగా గుర్తించబడలేదు, BJT సర్క్యూట్లో వోల్టేజ్-డివైడర్ బయాస్‌ను అభివృద్ధి చేయడం మంచిది. ఉష్ణోగ్రతలకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది, లేదా, BJT బీటా నుండి స్వతంత్రంగా ఉంటుంది.

అంజీర్ 4.25 యొక్క వోల్టేజ్-డివైడర్ బయాస్ అమరికను ఈ డిజైన్లలో ఒకటిగా పరిగణించవచ్చు.

ఒక తో పరిశీలించినప్పుడు ఖచ్చితమైన ఆధారం బీటాలోని వైవిధ్యాలకు అవకాశం నిజంగా నిరాడంబరంగా కనిపిస్తుంది. సర్క్యూట్ వేరియబుల్స్ తగిన విధంగా పనిచేస్తే, I స్థాయిలు CQ మరియు వి CEQ బీటా నుండి వాస్తవంగా పూర్తిగా స్వతంత్రంగా ఉంటుంది.

అంజీర్ 4.26 లో చూపిన విధంగా Q- పాయింట్ స్థిర స్థాయి ICQ మరియు VCEQ తో వర్గీకరించబడిందని మునుపటి వివరణల నుండి గుర్తుంచుకోండి.

నేను డిగ్రీ BQ బీటాలోని వైవిధ్యాలను బట్టి మారవచ్చు, కాని నేను గుర్తించిన లక్షణాల చుట్టూ ఆపరేటింగ్ పాయింట్ CQ మరియు వి CEQ తగిన సర్క్యూట్ మార్గదర్శకాలు వర్తింపజేస్తే సులభంగా మారదు.

పైన చెప్పినట్లుగా, వోల్టేజ్ డివైడర్ సెటప్‌ను పరిశోధించడానికి ఉపయోగించే కొన్ని విధానాలను మీరు కనుగొంటారు.

ఈ సర్క్యూట్ కోసం నిర్దిష్ట పేర్ల ఎంపిక వెనుక కారణం మా విశ్లేషణ సమయంలో స్పష్టమవుతుంది మరియు భవిష్యత్తు పోస్ట్‌లలో చర్చించబడుతుంది.

మొదటిది ఖచ్చితమైన సాంకేతికత ఇది ఏదైనా వోల్టేజ్-డివైడర్ సెటప్‌లో చేయవచ్చు.

రెండవదాన్ని అంటారు సుమారు పద్ధతి, మరియు కొన్ని అంశాలు నెరవేరినప్పుడు దాని అమలు సాధ్యమవుతుంది. ది సుమారు విధానం కనీస ప్రయత్నం మరియు సమయంతో చాలా ప్రత్యక్ష విశ్లేషణను అనుమతిస్తుంది.

అదనంగా, 'డిజైన్ మోడ్'కు ఇది చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది, ఇది మేము తరువాతి విభాగాలలో మాట్లాడతాము.
మొత్తం మీద, నుండి 'ఉజ్జాయింపు విధానం' చాలా షరతులతో పని చేయవచ్చు మరియు అందువల్ల అదే స్థాయిలో శ్రద్ధతో మూల్యాంకనం చేయాలి 'ఖచ్చితమైన పద్ధతి'.

ఖచ్చితమైన విశ్లేషణ

యొక్క పద్ధతి ఎలా నేర్చుకుందాం ఖచ్చితమైన విశ్లేషణ కింది వివరణతో అమలు చేయవచ్చు

కింది బొమ్మను ప్రస్తావిస్తూ, డిసి విశ్లేషణ కోసం అంజీర్ 4.27 లో వర్ణించిన విధంగా నెట్‌వర్క్ యొక్క ఇన్‌పుట్ వైపు పునరుత్పత్తి చేయవచ్చు.

ది థెవెనిన్ సమానం BJT బేస్ B యొక్క ఎడమ వైపున ఉన్న డిజైన్ కోసం నెట్‌వర్క్ అప్పుడు క్రింద వివరించిన విధంగా నిర్ణయించబడుతుంది:

RTh : దిగువ అంజీర్ 4.28 లో చూపిన విధంగా ఇన్పుట్ సరఫరా పాయింట్లు సమానమైన షార్ట్-సర్క్యూట్ ద్వారా భర్తీ చేయబడతాయి.

ETh: సరఫరా వోల్టేజ్ మూలం V. DC సర్క్యూట్‌కు తిరిగి వర్తించబడుతుంది మరియు ఓపెన్-సర్క్యూట్ థెవెనిన్ వోల్టేజ్ అంజీర్‌లో కనిపించే విధంగా క్రింద చూపబడింది. 4.29 క్రింద ఇచ్చిన విధంగా అంచనా వేయబడుతుంది:

వోల్టేజ్-డివైడర్ నియమాన్ని అమలు చేయడం మేము ఈ క్రింది సమీకరణానికి చేరుకుంటాము:

తరువాత, Fig.4.30 లో వివరించిన విధంగా థెవెనిన్ డిజైన్‌ను పున reat సృష్టి చేయడం ద్వారా, నేను I ని అంచనా వేస్తాము BQ మొదట కిర్చాఫ్ యొక్క వోల్టేజ్ చట్టాన్ని లూప్ కోసం సవ్యదిశలో వర్తింపజేయడం ద్వారా:

ETh - IBRTh - VBE - IERE = 0

మనకు తెలిసినట్లు IE = (β + 1) బి పై లూప్‌లో దాన్ని ప్రత్యామ్నాయం చేయడం మరియు I కోసం పరిష్కరించడం బి ఇస్తుంది:

సమీకరణం. 4.30

మొదటి చూపులో మీకు Eq అనిపించవచ్చు. (4.30) ఇప్పటివరకు అభివృద్ధి చేసిన ఇతర సమీకరణాల నుండి చాలా భిన్నంగా కనిపిస్తుంది, అయితే దగ్గరగా చూస్తే లెక్కింపు కేవలం రెండు వోల్ట్ స్థాయిల వ్యత్యాసం అని తెలుస్తుంది, అయితే హారం బేస్ రెసిస్టెన్స్ + ఎమిటర్ రెసిస్టర్ యొక్క ఫలితం, ఇది ప్రతిబింబిస్తుంది ద్వారా (β + 1) మరియు Eq కి చాలా పోలి ఉంటుంది. (4.17) ( బేస్ ఉద్గారిణి లూప్ )

పై సమీకరణం ద్వారా IB లెక్కించిన తర్వాత, దిగువ చూపిన విధంగా, ఉద్గారిణి-బయాస్ నెట్‌వర్క్ కోసం మేము చేసిన అదే పద్ధతి ద్వారా డిజైన్‌లోని మిగిలిన పరిమాణాలను గుర్తించవచ్చు:

సమీకరణం (4.31)

ప్రాక్టికల్ ఉదాహరణను పరిష్కరించడం (4.7)
DC బయాస్ వోల్టేజ్ V ను లెక్కించండి ఇది మరియు ప్రస్తుత I. సి క్రింద చూపిన వోల్టేజ్-డివైడర్ నెట్‌వర్క్‌లో అంజీర్ 4.31

మూర్తి 4.31 ఉదాహరణ 4.7 కోసం బీటా-స్థిరీకరించిన సర్క్యూట్.

సుమారు విశ్లేషణ

పై విభాగంలో మేము 'ఖచ్చితమైన పద్ధతి' నేర్చుకున్నాము, ఇక్కడ మేము BJT సర్క్యూట్ యొక్క వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను విశ్లేషించే 'సుమారు పద్ధతి' గురించి చర్చిస్తాము.

దిగువ ఫిగర్ 4.32 లో చూపిన విధంగా మేము BJT ఆధారిత వోల్టేజ్-డివైడర్ నెట్‌వర్క్ యొక్క ఇన్‌పుట్ దశను గీయవచ్చు.

ప్రతిఘటన Ri ను సర్క్యూట్ యొక్క బేస్ మరియు గ్రౌండ్ లైన్ మధ్య ప్రతిఘటన సమానంగా పరిగణించవచ్చు మరియు RE ఉద్గారిణి మరియు భూమి మధ్య రెసిస్టర్‌గా పరిగణించబడుతుంది.

మా మునుపటి చర్చల నుండి [Eq. (4.18)] BJT యొక్క బేస్ / ఉద్గారిణి మధ్య పునరుత్పత్తి లేదా ప్రతిబింబించే ప్రతిఘటన సమీకరణం ద్వారా వివరించబడిందని మాకు తెలుసు రి = (β + 1) RE.

Ri నిరోధకత R2 కన్నా చాలా పెద్దదిగా ఉన్న పరిస్థితిని మేము పరిశీలిస్తే, IB I2 కన్నా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది (ప్రస్తుతము గుర్తుంచుకోండి మరియు కనిష్ట ప్రతిఘటన దిశకు వెళ్ళటానికి ప్రయత్నిస్తుంది), అందువలన I2 I1 కు సమానంగా మారుతుంది.

I1 లేదా I2 కు సంబంధించి IB యొక్క ఉజ్జాయింపు విలువను తప్పనిసరిగా సున్నాగా పరిగణించి, అప్పుడు I1 = I2, మరియు R1, మరియు R2 లను సిరీస్ మూలకాలుగా పరిగణించవచ్చు.

మూర్తి 4.32 సుమారు బేస్ వోల్టేజ్ V ను లెక్కించడానికి పాక్షిక-బయాస్ సర్క్యూట్ బి .

వోల్టేజ్-డివైడర్ రూల్ నెట్‌వర్క్‌ను వర్తింపజేయడం ద్వారా R2 అంతటా వోల్టేజ్, మొదట బేస్ వోల్టేజ్ అవుతుంది.

ఇప్పుడు నుండి రి = (β + 1) RE బి RE, ఉజ్జాయింపు పద్ధతి అమలు సాధ్యమా కాదా అని నిర్ధారించే షరతు సమీకరణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

సరళంగా చెప్పాలంటే, RE యొక్క విలువ RE యొక్క విలువ కంటే రెట్టింపు, R2 విలువ కంటే 10 రెట్లు తక్కువ కాదు, అప్పుడు సుమారుగా విశ్లేషణను వాంఛనీయ ఖచ్చితత్వంతో అమలు చేయడానికి అనుమతించబడవచ్చు

VB మూల్యాంకనం చేసిన తరువాత, VE పరిమాణం సమీకరణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

సూత్రాన్ని వర్తింపజేయడం ద్వారా ఉద్గారిణి ప్రవాహాన్ని లెక్కించవచ్చు:

కింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి కలెక్టర్ నుండి ఉద్గారిణికి వోల్టేజ్ గుర్తించవచ్చు:

VCE = VCC - ICRC - IERE

అయితే అప్పటి నుండి IE IC, మేము ఈ క్రింది సమీకరణానికి చేరుకుంటాము:

మేము Eq నుండి చేసిన లెక్కల శ్రేణిలో గమనించాలి. (4.33) Eq ద్వారా. (4.37) ,, మూలకం anywhere ఎక్కడా ఉనికిలో లేదు మరియు IB లెక్కించబడలేదు.

ఇది Q- పాయింట్ (I చేత స్థాపించబడినది) అని సూచిస్తుంది CQ మరియు వి CEQ ) ఫలితంగా β విలువపై ఆధారపడి ఉండదు
ప్రాక్టికల్ ఉదాహరణ (4.8):

మన మునుపటి విశ్లేషణను వర్తింపజేద్దాం మూర్తి 4.31 , సుమారు విధానాన్ని ఉపయోగించి, మరియు ICQ మరియు VCEQ కోసం పరిష్కారాలను సరిపోల్చండి.

మా మునుపటి ఉదాహరణ 4.7 లో అంచనా వేసినట్లుగా, VB స్థాయి ETh కి సమానంగా ఉంటుందని ఇక్కడ గమనించాము. ప్రాథమికంగా దీని అర్థం ఏమిటంటే, ఉజ్జాయింపు విశ్లేషణ మరియు ఖచ్చితమైన విశ్లేషణ మధ్య వ్యత్యాసం RTh చే ప్రభావితమవుతుంది, ఇది ఖచ్చితమైన విశ్లేషణలో ETh మరియు VB లను వేరు చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.

ముందుకు కదులుతోంది,

తదుపరి ఉదాహరణ 4.9

70 70 కు తగ్గితే ఉదాహరణ 4.7 యొక్క ఖచ్చితమైన విశ్లేషణను చేద్దాం మరియు ICQ మరియు VCEQ పరిష్కారాల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని తెలుసుకుందాం.

పరిష్కారం
Example యొక్క పరిమాణం 50% తగ్గినప్పుడు Q- పాయింట్ కదిలే డిగ్రీని పరీక్షించడానికి మాత్రమే ఖచ్చితమైన వర్సెస్ ఉజ్జాయింపు వ్యూహాల మధ్య పోలికగా ఈ ఉదాహరణ తీసుకోబడదు. RTh మరియు ETh ఒకే విధంగా ఇవ్వబడ్డాయి:

ఫలితాలను పట్టిక రూపంలో అమర్చడం ఈ క్రింది వాటిని ఇస్తుంది:

Table స్థాయిలలో మార్పుకు సర్క్యూట్ సాపేక్షంగా స్పందించడం లేదని పై పట్టిక నుండి మనం స్పష్టంగా గుర్తించవచ్చు. ICQ మరియు VCEQ విలువలు ప్రాథమికంగా ఒకే విధంగా ఉన్నప్పటికీ, β పరిమాణం 140% నుండి 70 వరకు గణనీయంగా 50% తగ్గింది.

తదుపరి ఉదాహరణ 4.10

I స్థాయిలను అంచనా వేయండి CQ మరియు వి CEQ అంజీర్ 4.33 లో చూపిన విధంగా వోల్టేజ్-డివైడర్ నెట్‌వర్క్ కోసం ఖచ్చితమైనది మరియు సుమారు ఫలిత పరిష్కారాలను చేరుతుంది మరియు సరిపోల్చండి.

ప్రస్తుత దృష్టాంతంలో, Eq లో ఇచ్చిన షరతులు. (4.33) సంతృప్తి చెందకపోవచ్చు, అయినప్పటికీ సమాధానాలు Eq యొక్క పరిస్థితులతో పరిష్కారంలో తేడాను గుర్తించడంలో మాకు సహాయపడతాయి. (4.33) పరిగణనలోకి తీసుకోలేదు.
మూర్తి 4.33 వోల్టేజ్-డివైడర్ ఉదాహరణ కోసం నెట్‌వర్క్ 4.10.

ఖచ్చితమైన విశ్లేషణను ఉపయోగించి పరిష్కరించడం:

ఉజ్జాయింపు విశ్లేషణను ఉపయోగించి పరిష్కరించడం:


పై మూల్యాంకనాల నుండి ఖచ్చితమైన మరియు సుమారు పద్ధతుల నుండి సాధించిన ఫలితాల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని మనం చూడగలుగుతాము.

ఫలితాలు నేను వెల్లడి CQ సుమారు పద్ధతికి 30% ఎక్కువ, V. CEQ 10% తక్కువ. ఫలితాలు చాలా సారూప్యంగా లేనప్పటికీ, βRE R2 కన్నా కేవలం 3 రెట్లు ఎక్కువ అనే వాస్తవాన్ని పరిశీలిస్తే, ఫలితాలు వాస్తవానికి చాలా విస్తృతంగా లేవు.

మా భవిష్యత్ విశ్లేషణ కోసం మేము ప్రధానంగా Eq పై ఆధారపడతాము. (4.33) రెండు విశ్లేషణల మధ్య గరిష్ట సారూప్యతను నిర్ధారించడానికి.