Войти
An активная нагрузкаили динамическая нагрузка- это компонент или схема, которая работает как стабилизированный по току нелинейный резистор.
В схемотехнике активная нагрузка- это компонент схемы, выполненный u p активных устройств, таких как транзисторы, предназначенных для обеспечения высокого импеданса слабого сигнала, но не требующего большого падения напряжения постоянного тока, как это могло бы произойти, если бы вместо этого был использован большой резистор. Такие большие импедансы нагрузки переменного тока могут быть желательны, например, для увеличения коэффициента усиления переменного тока некоторых типов усилителя. Чаще всего активная нагрузка является выходной частью токового зеркала и идеализированным образом представлена как источник тока. Обычно только резистор постоянного тока является частью всего источника тока, включая также источник постоянного напряжения (источник питания V CC на рисунках ниже).
На рисунке 1 нагрузка представляет собой резистор, а ток через резистор определяется по закону Ома как:
.Как следствие этого отношения, падение напряжения на резисторе связано с током в точке Q. Если ток смещения фиксирован по каким-либо причинам производительности, любое увеличение сопротивления нагрузки автоматически приводит к снижению напряжения для V out. что, в свою очередь, снижает падение напряжения V CB между коллектором и базой, ограничивая размах сигнала на выходе усилителя (если размах выходного сигнала больше, чем V CB , транзистор вытесняется активного режима в течение части сигнального цикла).
Напротив, при использовании активной нагрузки, показанной на Рисунке 2, полное сопротивление переменного тока идеального источника тока бесконечно, независимо от падения напряжения V CC - V out , что позволяет даже большое значение V CB. и, как следствие, большой размах выходного сигнала.
Активные нагрузки часто используются в дифференциальных входных каскадах операционных усилителей, чтобы значительно увеличить коэффициент усиления.
На практике идеальный источник тока заменяется токовым зеркалом, которое менее идеально по двум причинам. Во-первых, его сопротивление переменному току велико, но не бесконечно. Во-вторых, зеркалу требуется небольшое падение напряжения для поддержания работы (чтобы выходные транзисторы зеркала находились в активном режиме). В результате токовое зеркало ограничивает допустимый размах выходного напряжения, но это ограничение намного меньше, чем для резистора, а также не зависит от выбора тока смещения, оставляя большую гибкость, чем резистор, при проектировании схемы.
В области электронного испытательного оборудования активная нагрузкаиспользуется для автоматического тестирования источников питания и другие источники электроэнергии, чтобы гарантировать, что их выходное напряжение и ток находятся в пределах их технических характеристик в диапазоне условий нагрузки, от холостого хода до максимальной нагрузки.
Один из подходов к испытанию нагрузок предполагает использование набора резисторов разных номиналов и ручного вмешательства. Напротив, активная нагрузка представляет источнику значение сопротивления, изменяемое электронным управлением, либо с помощью аналогового регулирующего устройства, такого как многооборотный потенциометр, либо, в автоматизированных испытательных установках, с помощью цифрового компьютера. Сопротивление нагрузки часто можно быстро изменять для проверки переходной характеристики.
источника питания. Как и резистор, активная нагрузка преобразует электрическую энергию источника питания в тепло. Поэтому теплоотводящие устройства (обычно транзисторы ) в активной нагрузке должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать результирующее повышение температуры, и обычно охлаждаются с помощью радиаторов.
Для дополнительного удобства активный нагрузки часто включают схемы для измерения тока и напряжения, подаваемого на входы, и могут отображать эти измерения на числовых индикаторах.
