Was bedeutet es, wenn ein Transistor über die Grenzfrequenz hinaus vorgespannt ist?

Ich verstehe, was es bedeutet, dass der Transistor für die Klassen A, AB und B in Bezug auf die Position ihrer DC-Arbeitspunkte vorgespannt ist ( ICH C Q Und v C E Q werden durch Auffinden des Schnittpunktes der DC-Lastlinie und der Transistorkennlinie ermittelt).

Für den Klasse-C-Verstärker sagen die Quellen, die ich gelesen habe, dass der Transistor über die Grenzfrequenz hinaus vorgespannt sein muss, aber dann verstehe ich nicht, wie das sein kann, da es keine charakteristische Kurve über die Grenzfrequenz hinaus gibt:

Transistorkennlinie mit Lastlinie

Bedeutet dies auch, dass diese Art der Vorspannung einen Strom (und mit einer entgegengesetzten Richtung in Bezug auf den normalen Betrieb) durch den Transistor zwingt?

Sie dürfen die lineare Linie nicht zu negativen Kollektorströmen fortsetzen, da in Wirklichkeit kein negativer Strom vorhanden ist. Der Zustand „jenseits der Abschaltgrenze“ kann nur in der Übertragungskennlinie (Ic=f(Vbe)) mit Ic visualisiert werden =0 für Vbe unterhalb der Grenzfrequenz.
Ich habe dieses Bild nur aus einem Google-Suchergebnis kopiert, aber ich glaube, ich habe es auch woanders gesehen ... Ist es also irreführend? Ist der Q-Punkt für Klasse C und Klasse B gleich?
Phil S: Laut Diagramm wäre am Punkt C sowohl der Kollektorstrom als auch der Basisstrom negativ! Ist das ein realistischer Ansatz? Jenseits der Abschaltung bedeutet einfach, dass Vbe<0 (für npn-Geräte).
So v C E Q A N D ICH C Q für Klasse-C-Verstärker befinden sich tatsächlich am Punkt für Klasse B, und was sie "über die Grenze hinaus" vorgespannt macht, ist negativ v B E Q ?
Ja – Ib und Ic sind Null und Vbe<0. Infolgedessen werden nur 50% des Eingangssignals zum "Öffnen" eines der Transistoren verwendet.

Antworten (2)

Denken Sie zunächst daran, dass die Lastlinienzeichnung einen bestimmten Satz von Gleichungen löst. Wo sich die Linien kreuzen, ergibt sich der Arbeitspunkt für diese Kombination aus Stromversorgung, Lastwiderstand und Transistorbasisstrom.

Zweitens ist es richtig, dass es für den BJT keine Kennlinie gibt, die durch den von Ihnen eingekreisten Bereich geht. Der Grund ist der Energieerhaltungssatz. Wenn der BJT in dieser Region betrieben würde, würde dies bedeuten, dass der BJT Energie an den Stromkreis liefert, anstatt die von der Stromversorgung bereitgestellte Energie zu nehmen und sie in Wärme umzuwandeln. Da ein BJT keine Energiereserve enthält, die unter stationären Bedingungen freigesetzt werden kann, kann er in dieser Region einfach nicht betrieben werden.

Es gibt jedoch wahrscheinlich einen kleinen Bereich direkt in der Nähe des Ursprungs, wo die Transistorkennlinien tatsächlich durch den Quadranten IV des Diagramms verlaufen. Betrachten Sie diese Schaltung:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Dies nimmt im Wesentlichen die Lastleitung des Widerstands / der Stromversorgung und bewegt sie nach unten für den Fall, in dem Vcc auf 0 geht. In diesem Fall wird der Basis-Kollektor-Übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt und etwas Strom von der Basisvorspannungsversorgung wird an ihn geliefert der Lastwiderstand. Und die Lastlinie wird eine Lösung in Quadrant IV geben, aber sehr nahe am Ursprung.

Wenn wir von einem MOSFET anstelle eines BJT sprechen würden, wäre selbst diese Lösung nicht möglich, da es keine Möglichkeit gibt, Strom von der Gate-Seite zur Drain-Seite des FET zu übertragen.

Arbeitet diese Schaltung nicht im zweiten Quadranten? Die Gleichung für die Belastungslinie lautet v C E = − ICH C R 1 Bedeutung v C E ist negativ, wenn ein Kollektorstrom vorhanden ist?
@PhilS, v E ist 0, weil ich dort die Massereferenz gesetzt habe. Wenn I1 positiv ist, fließt Strom durch den Basis-Kollektor-Übergang zu R1 und v C E wird positiv sein. Aber ICH C negativ sein (Strom fließt aus dem Kollektor). Auf dem Diagramm von OP ist das also Quadrant IV.
Ist das die Region, die Sie meinen? Ist es richtig zu sagen, dass in diesem Bereich der CB-Übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist und an dem Punkt, an dem die Kennlinien die x-Achse schneiden, der CB-Übergang von Vorwärts- auf Sperrvorspannung umschaltet?
@PhilS, ja, ich denke, das ist richtig.

Ein typischer Klasse-C-Verstärker wird typischerweise zur HF-Verstärkung einer Trägerwelle verwendet: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Grund dafür, dass der Verstärker gut funktioniert, ist, dass der abgestimmte Schaltkreis im Ausgang weitgehend eine anständige Sinuswelle reproduziert, selbst wenn der Transistor deutlich gegen 50 % der Sinuswelle am Eingang vorgespannt ist.

Tatsächlich könnten Sie mit einem anständigen abgestimmten Schaltkreis kurze Strom- oder Spannungsimpulse genau zum richtigen Zeitpunkt anlegen, damit der Ausgang des abgestimmten Schaltkreises einigermaßen sinusförmig aussieht. Ein Class-C-Verstärker verhält sich ähnlich und ist so vorgespannt, dass ohne Eingangssignal kein Kollektorstrom vorhanden ist.

Was meinst du mit "..biased significantly against 50% of the sinewave .."?
@sherrellbc bedeutet, dass für die untere Hälfte der Eingangssinuswelle der Basis-Emitter-Übergang in Sperrrichtung vorgespannt ist und erst dann zu leiten beginnt (und sich daher verstärkt), wenn der Eingang durch die positive Hälfte seines Zyklus ansteigt.
Was bedeutet es, wenn ein Transistor über die Grenzfrequenz hinaus vorgespannt ist?
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