本知识简介将描述负载线(Load Line)如何影响电路设计以及如何通过从I-V曲线创建负载(load)来分析电路。
整流二极管,LED和晶体管的电路分析
包含非线性组件(例如整流二极管,发光二极管(LED)或晶体管)的电路无法使用我们通常应用于仅由电阻,电感器和电容器组成的电路的技术进行全面分析。
例如,在以下电路中,我们无法通过将两个电阻器组合成REQ,然后应用欧姆定律来精确计算二极管两端的电压。

二极管电路的一个示例
在这种情况下,我们可以通过绘制由负载线和非线性器件的电流-电压(IV)特性组成的图形来执行所需的分析。
要创建该图,我们首先需要知道非线性器件的I–V关系。这些信息可以从器件的数据表(Datasheet)中获得,或者我们可以使用理论曲线来表示属于我们感兴趣的一般类别的器件的典型行为,例如标准硅二极管或低压NPN晶体管的IV曲线。
然后,我们根据其它电路元件所施加的限制来创建负载线(load line)。
根据二极管IV曲线来创建负载线
在上面所示的二极管电路中,我们知道二极管的电压不能高于电源电压VS。我们也知道二极管电流不能高于VS / REQ,因为电路的电流被电阻器限制为该值。二极管可以进一步阻止电流流动,因此产生的值低于VS / REQ,但不能将电流增加到电阻所限制的水平以上。
因此,我们对二极管两端的压降和流过二极管的电流都有约束。位于这两个约束之间的直线上的所有点都表示电流和电压的可能组合,这些组合可能在电路中线性元件的限制范围以内。

显示负载线和二极管的I–V曲线的交点的图形
这条直线就是我们所说的负载线。

二极管的IV曲线
这些点中只有一个对应于在给定二极管的电性能的情况下可能实现的电流和电压的组合,这由“二极管方程”描述。 我们通过标记负载线和二极管的I–V曲线的交点找到一个点,如上面的图中所示。 相交点对应于电路的工作点。
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