晶体管负载线分析

到目前为止，我们已经讨论了晶体管的不同工作区域。但在所有这些区域中，我们发现晶体管在有源区工作良好，因此它也被称为线性区。晶体管的输出是集电极电流和集电极电压。

输出特性

当考虑晶体管的输出特性时，对于不同的输入值，曲线如下所示。

在上图中，针对不同的基极电流I_B值，绘制了集电极电流I_C和集电极电压V_CE之间的输出特性。这里考虑了不同的输入值以获得不同的输出曲线。

工作点

当考虑最大可能的集电极电流值时，该点将出现在 Y 轴上，这只不过是饱和点。同样，当考虑最大可能的集电极发射极电压值时，该点将出现在 X 轴上，这是截止点。

当画一条连接这两点的线时，这样的线可以称为负载线。之所以这样称呼，是因为它象征着负载下的输出。这条线在输出特性曲线上画出来时，与称为工作点的点接触。

这个工作点也称为静态点或简称为Q 点。可以有许多这样的交叉点，但 Q 点的选择方式是，无论交流信号摆幅如何，晶体管都保持在有源区。通过下图可以更好地理解这一点。

必须绘制负载线才能获得 Q 点。晶体管在有源区时可充当良好的放大器，当晶体管在 Q 点工作时，可实现忠实放大。

忠实放大是通过增加信号强度来获得完整输入信号部分的过程。当在其输入端施加交流信号时，即可实现此操作。这将在放大器教程中讨论。

直流负载线

当晶体管被赋予偏置并且在其输入端未施加信号时，在这种情况下绘制的负载线可理解为直流条件。这里没有放大，因为没有信号。电路如下所示。

任何给定时间的集电极发射极电压值将是

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

由于 V_CC 和 R_C 是固定值，上述方程是一次方程，因此输出特性上将是一条直线。这条线称为直流负载线。下图显示了直流负载线。

要获得负载线，必须确定直线的两个端点。让这两个点分别为 A 和 B。

要获得 A

当集电极发射极电压 V_CE = 0 时，集电极电流最大，等于 V_CC/R_C。这给出了 V_CE 的最大值。这显示为

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

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

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

这给出了集电极电流轴上的点 A (OA = V_CC/R_C)，如上图所示。

获取 B

当集电极电流 IC = 0 时，集电极发射极电压最大，等于 VCC。这给出了 IC 的最大值。这显示为

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

$$=\:V_{CC}$$

（当 I_C = 0 时）

这给出了点 B，即上图所示的集电极发射极电压轴上的 (OB = V_CC)。

因此，我们确定了饱和点和截止点，并了解到负载线是一条直线。因此，可以绘制直流负载线。

当输入端给出交流信号时，可以进一步理解该工作点的重要性。这将在 AMPLIFIERS 教程中讨论。