Вопрос по мощности и току транзистора

[mickbell]

Линия максимального тока правильная, а вот напряжения... Неужели ещё встречаются транзисторы с максимальным напряжением коллектор - эмиттер, равным 9 В??? Я и раньше-то таких не видел, в 70-е годы; сейчас таких точно нет.

Вы нарисовали линию на уровне источника питания. Это неправильно: мы ведь рисуем область безопасной работы транзистора, а она определяется транзистором, а не его питанием. Уберите её нафиг. А потом или нарисуйте её на своём месте, или объясните, что она слишком высоко и поэтому на график не попадает.

[macuser]

Переделал, правда пока не понял в чем идея,
у Айсберга для нагрузочной прямой выбиралось 0-ая точка и точка напряжения источника питания. Ну да ладно, может после пойму что к чему.
Как раз испытуемый по паспорту имеет ограничение 80В, тут уж совпало с 8 Ватт.

Последний раз редактировалось macuser Ср фев 06, 2019 12:31:29, всего редактировалось 1 раз.

[Ivanoff-iv]

не забывайте, там не 0, а 0,1А - кривая мощности там (на 0,1А) не заканчивается...

[macuser]

Поправил картинку в предыдущем сообщении.

[Ivanoff-iv]

ну вот, осталось заштриховать область, ограниченную этими линиями и осями координат, это и будет область допустимых параметров работы транзистора, (причем, чем ближе к синей кривой тем горячее..)

[mickbell]

Ага. Следующим элементом рисунка будет прямая линия, которая показывает напряжение на коллекторе при изменении коллекторного тока при условии, что в коллекторе стоит резистор к питанию. Предлагаю ТС ответить на вопрос: почему она именно прямая? Рисовать её потом будем, прямо сейчас не надо.

[Ivanoff-iv]

всё радостное когдато заканчивается... сейчас сделаем простой взмах и ... увидим, что даже большая часть этой площади нам недоступна...

[macuser]

Вот заштриховал.



Почему линия именно прямая, а не кривая, я думаю это из-за закона Ома, поскольку она показывает сопротивление (нагрузку). По закону Ома все пропорционально I, U, R (без функций). Получается 3-я компонента, если есть на графике Ток и Напряжение, значит где-то должно быть и сопротивление.

Если мы имеем сопротивление с коллектором, то получается делитель напряжения. Если коллектор то открывается, то закрывается, значит меняется сопротивление коллектора (оно получается динамичным), второе сопротивление статично, отсюда и напряжение меняется и соответственно ток. Поэтому мы движемся по прямой сопротивления (или нагрузке) то вверх, то вниз, зависит насколько коллектор открывается или закрывается.

Вобчем как-то так)

[mickbell]

Угу. Перескажу своими словами. Есть напряжение источника, оно, считаем, от тока не зависит, и оно бы изображалось на графике прямой горизонтальной линией. А вот на коллекторе напряжение будет другое - напряжение источника минус падение на коллекторном резисторе. Это падение линейно зависит от тока. Значит, напряжение на коллекторе - прямая, наклонённая вниз: начинается она из напряжения, соответствующего нулевому току, то есть напряжения питания, а заканчивается где? А это зависит уже от коллекторного сопротивления: чем оно меньше, тем больше ток, при котором эта прямая пересечёт ось абсцисс.
Сейчас мы попробуем максимально использовать параметры транзистора, поэтому эту точку выберем такой, чтобы она соответствовала тем самым полутора амперам, что позволяет транзистор. Падение на самом транзисторе (напряжение насыщения) учитывать для простоты не будем. Так что наша нагрузочная прямая начнётся в точке 0 В, 1.5 А. Далее она пойдёт внутри области безопасной работы транзистора, которая у вас уже нарисована. Как пойдёт? Предлагаю пустить её так, чтобы она коснулась гиперболы. Это произойдёт при питании не 9 В, а при каком-то другом. Вот и узнаем, какое питание окажется оптимальным. Проводите нагрузочную прямую номер один.
А потом сделаем всё то же самое, но начнём из максимального напряжения, а не тока, и тоже найдём нагрузочную прямую, которая коснётся гиперболы. Это будет прямая номер два.

[macuser]

Провел)

[mickbell]

Ага, правильно. Как видите, возможны разные варианты. Остаётся немного.
1. Определить, чему равно сопротивление в коллекторе для обоих случаев.
2. Определить, какая максимальная мощность неискажённого синусоидального сигнала возможна в обоих этих случаях.
3. Когда определитесь первыми двумя пунктами, разберёмся с рабочей точкой для каждого случая.

[macuser]

По пункту 1 я несколько в замешательстве, так как сопротивление тут динамично относительно прямой нагрузки, но я посчитал для участков сетки + мин и макс.
Максимальная мощность, это соприкосновение с гиперболой прямой, в таблице выделено желтым цветом, дальше на спад.
Получается максимальная мощность на половине прямой по напряжению и по току.

Зеленым цветом в таблице отмечена секция относящяяся к прямой напряжения, красная к току.

[mickbell]

Мы же договорились, что сопротивление в коллекторе постоянное, а наклон нагрузочной прямой определяется только им. Давайте сначала разберёмся с этим моментом, потом уже рассмотрим всё остальное.

[macuser]

Я почему-то понял, что это сопротивление коллетора транзистора. Прошу прощение.

Тогда получается по 1-ому пункту:
Для прямой напряжения, это 80V / 0.4A = 200 Om
Для прямой тока, это 21V/1.5A = 14 Om

[mickbell]

macuser писал(а):

Я почему-то понял, что это сопротивление коллетора транзистора.

Смотрите. Горизонтальная линия на уровне 21 В - это напряжение питания, Uк - напряжение на коллекторе, Ur - падение на коллекторном резисторе, я их подписал на токе 200 мА. Чем больше ток - тем больше падение на коллекторном резисторе, остальное остаётся на транзисторе.

macuser писал(а):

Тогда получается по 1-ому пункту:
Для прямой напряжения, это 80V / 0.4A = 200 Om
Для прямой тока, это 21V/1.5A = 14 Om

Правильно. Теперь попробуйте осилить второй пункт.

[macuser]

Максимальная мощность, это 8 Ватт, соприкосновение с гиперболой. Но я не уверен, что эта точка является максимальной мощностью для синусоидального сигнала, так как 2-х точек по 8 Ватт нет, она так и просится занять среднюю точку, чтобы усиление сигнала было равномерно для левого и правого плеча, но чем дальше от этой 8 Ватт точки, тем сильнее падает мощность. И если эта точка является средней, то получается там и сигнала нет, а постоянная составляющая.

Других мыслей пока нет(

[mickbell]

macuser писал(а):

Максимальная мощность, это 8 Ватт, соприкосновение с гиперболой. Но я не уверен, что эта точка является максимальной мощностью для синусоидального сигнала, так как 2-х точек по 8 Ватт нет, она так и просится занять среднюю точку, чтобы усиление сигнала было равномерно для левого и правого плеча, но чем дальше от этой 8 Ватт точки, тем сильнее падает мощность. И если эта точка является средней, то получается там и сигнала нет, а постоянная составляющая.

Средняя точка - это и есть рабочая точка, вы правы: чтобы относительно неё сигнал мог меняться одинаково и вверх, и вниз, её и выберем режимом транзистора. Режим - это напряжение и ток в рабочей точке, то есть в отсутствие сигнала. А вот насчёт мощности... Эти 8 Вт - это не мощность сигнала на выходе, а мощность, которую рассеивает сам транзистор в своей рабочей точке. Её вы определили верно. Но нам надо определить мощность ещё и в нагрузке.

macuser писал(а):

Других мыслей пока нет(

Мощность есть произведение действующих значений напряжения и тока, или (для синуса) половина произведения амплитуды напряжения и амплитуды тока. Значит, ваша нынешняя задача - определить эти самые амплитудные значения напряжения и тока нагрузки для обоих случаев. Напоминаю: амплитуда - это половина размаха. Размах напряжения и тока определите по вашему графику.
Ток нагрузки можно представить как сумму двух токов - постоянной и переменной части. Постоянная часть - это ток в рабочей точке, а переменная - это отклонение от неё, вот она нам как раз и интересна. То же самое касается и напряжения.

[HochReiter]

Других мыслей пока нет(

В книгах "Транзистор - это очень просто" и "Радио - это очень просто", в главе о радиолампах Айсберг подробно рассказывает о семействах вольт-амперных характеристик, рисует гиперболы максимально допустимой мощности, нагрузочную кривую и - на самом интересном месте переходит к следующей теме...

Максимальная мощность, это 8 Ватт, соприкосновение с гиперболой. Но я не уверен, что эта точка является максимальной мощностью для синусоидального сигнала,

Точка - это лишь точка, а синусоидальный или какой другой сигнал - это точка, которая движется туда-сюда по нагрузочной прямой. (почему именно по прямой, понятно?) А как именно движется - это следующий вопрос. Надо нарисовать на этом же графике пучок вольт-амперных характеристик, зависимостей тока коллектора от напряжения на нём при различных токах базы. Точка пересечения одной из этих кривых с нагрузочной прямой - состояние транзистора при таком-то токе базы, он же входной ток. Ток базы меняется - одна характеристика из пучка сменяется другой, точка пересечения смещается. Но это, как я уже говорил, следующий вопрос. Пока остался без ответа вопрос, заданый Mickbell

[mickbell]

HochReiter писал(а):

Надо нарисовать на этом же графике пучок вольт-амперных характеристик, зависимостей тока коллектора от напряжения на нём при различных токах базы.

Неее, пока рано. На этой стадии познания лучше просто считать, что мы каким-то образом обеспечили любой коллекторный ток в пределах, заданных источником и нагрузкой, не вдаваясь в подробности, как именно мы это сделали.

[HochReiter]

Неее, пока рано.

Согласен, для того и повторил дважды, что это следующий вопрос. Пропедевтика по-научному