電晶體負載線分析

到目前為止，我們已經討論了電晶體的不同工作區域。但在所有這些區域中，我們發現電晶體在**放大區**工作良好，因此它也稱為**線性區域**。電晶體的輸出是集電極電流和集電極電壓。

輸出特性

當考慮電晶體的輸出特性時，對於不同的輸入值，曲線如下所示。

在上圖中，輸出特性是在不同基極電流I_B值下，集電極電流I_C和集電極電壓V_CE之間繪製的曲線。為了獲得不同的輸出曲線，這裡考慮了不同的輸入值。

當考慮最大可能的集電極電流值時，該點將位於Y軸上，也就是**飽和點**。同樣，當考慮最大可能的集電極發射極電壓值時，該點將位於X軸上，也就是**截止點**。

當連線這兩點的一條線被繪製出來時，這樣的線可以被稱為**負載線**。之所以這樣稱呼，是因為它象徵著負載處的輸出。這條線當繪製在輸出特性曲線上時，在一個稱為**工作點**的點處接觸。

這個工作點也稱為**靜態工作點**或簡稱為**Q點**。可能有許多這樣的交點，但Q點的選擇方式是，無論交流訊號擺動如何，電晶體都保持在放大區域。這可以透過下圖更好地理解。

必須繪製負載線才能獲得Q點。當電晶體處於放大區域並在Q點工作時，它可以作為良好的放大器，並實現精確的放大。

**精確放大**是透過增加訊號強度來獲得輸入訊號完整部分的過程。當在其輸入端施加交流訊號時，就會發生這種情況。這將在放大器教程中討論。

當電晶體被偏置且在其輸入端沒有施加訊號時，在這種情況下繪製的負載線可以理解為**直流**條件。這裡沒有放大，因為訊號不存在。電路圖如下所示。

任何給定時間的集電極發射極電壓值為

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

由於V_CC和R_C是固定值，上式是一元一次方程，因此在輸出特性上將是一條直線。這條線稱為**直流負載線**。下圖顯示了直流負載線。

為了獲得負載線，需要確定直線的兩個端點。設這兩個點為A和B。

當集電極發射極電壓V_CE = 0時，集電極電流最大，等於V_CC/R_C。這給出了V_CE的最大值。這表示為

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

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

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

這給出了集電極電流軸上的點A（OA = V_CC/R_C），如上圖所示。

當集電極電流IC = 0時，集電極發射極電壓最大，將等於VCC。這給出了IC的最大值。這表示為

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

$$=\:V_{CC}$$

(因為I_C = 0)

這給出了點B，這意味著（OB = V_CC）位於上圖所示的集電極發射極電壓軸上。

因此，我們得到了確定的飽和點和截止點，並瞭解到負載線是一條直線。所以，可以繪製直流負載線。

當在輸入端施加交流訊號時，這個工作點的意義將得到進一步的理解。這將在放大器教程中討論。

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